多顆彗星來襲，一篇文章讀懂彗星

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翻譯：姜力萌

校譯：劉峰

編排：劉斯媛

后臺：朱宸宇

https://starwalk.space/en/news/what-are-comets

圖：一顆彗星 圖源：Vito Technology, Inc.

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什么是彗星

彗星是由冰和塵埃組成的小天體，圍繞太陽運行。當彗星進入內太陽系時，在天空中可見其模糊的星點及拖曳的尾巴。

彗星的構成

彗星主要由冰、巖石、氣體和塵埃構成。這些物質源于太陽系形成之初的殘留物。

圖：彗星示意圖。圖源：Vito Technology, Inc.

彗核

每顆彗星的核心都有一顆固體彗核，通常由冰、塵埃和巖石物質構成。其直徑可從數百米到數十公里不等。當彗星接近太陽時，高溫會使彗核升華，釋放出氣體和塵埃。

彗發

圍繞彗核的是彗發——當彗星接近太陽時形成的模糊發光氣體與塵埃包層。彗發可寬達數千公里，使彗星在夜空中顯得格外明亮。

氫包層

彗發之外是氫包層，由彗星釋放的中性氫原子構成。該層可向外延伸達一千萬公里。當彗星接近太陽時，氫包層會不斷膨脹。

彗尾

彗星以其壯觀的彗尾而聞名，長度可達數百萬公里。彗尾通常分為兩類，均由太陽風撞擊彗體形成：

第一類是塵埃尾，由反射陽光的微小塵埃顆粒構成。它更寬且常常略帶弧度，通常指向遠離太陽的方向。

第二類是離子尾，由帶電氣體粒子構成，呈細長線性形態，始終直指與太陽相反的方向。

圖：彗星尾特寫。圖源：Vito Technology, Inc.

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彗星的分類

按軌道類型分類的彗星

短周期彗星。軌道相對較小，頻繁返回太陽系內側區域。軌道周期通常少于200年。例如哈雷彗星的軌道周期為75年。

圖：一張于1986年拍攝的哈雷彗星照片。圖源：NASA

長周期彗星。沿橢圓軌道運行，其軌道周期通常介于200至1000年之間。例如C/1983 H1彗星軌道周期為960年。

圖：C/1983 H1彗星。圖源：Russell E. Milton

非周期彗星。具有極長軌道周期，或沿非閉合的雙曲線/拋物線軌道運行。軌道周期超過1000年或無周期（僅在太陽系出現一次）。舉例：C/1811 F1彗星軌道周期2974年。

其它彗星特征分類

掠日彗星。它們會極度接近太陽運行，因此承受著強烈的太陽輻射和引力作用。較小的掠日彗星在接近太陽時會完全燃燒殆盡，但較大的彗星（其彗核半徑大于2-3公里）能夠經受多次近日點穿越。當這些彗星接近太陽時，高溫會使冰層汽化，常引發壯觀的氣體與塵埃爆發。許多掠日彗星甚至會演變為肉眼可見的大彗星。最著名的掠日彗星群當屬克魯茲家族，據信其起源于千年前解體的單一巨彗星。著名的池谷-關彗星（C/1965 S1）——亦稱1965年大彗星——即屬此家族。

圖：C/1965 S1彗星。圖源：James W. Young

失活彗星。指已失去大部分或全部揮發性物質（如水冰和氣體）的彗星。雖然它們不再產生可見的彗發或彗尾，但仍可作為固態天體在太空中被探測到。例如近地小行星3552“堂吉訶德”實際上就是一顆失活彗星，其微弱的彗尾是在紅外圖像中被發現的。

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關于彗星的常見問題

彗星從哪里來？

圖：柯伊伯帶位于海王星軌道之外，大致在距太陽30至55天文單位之間。而奧爾特云則是一個理論上的冰凍天體云團，據信環繞太陽存在于更遙遠的區域，范圍約為2000至100000天文單位甚至更遠。

圖源：Vito Technology Inc.

短周期彗星通常起源于柯伊伯帶——一個位于海王星外側、充滿冰凍天體的區域。長周期彗星則多源自奧爾特云，這是環繞太陽系的遙遠球形殼層。近期，科學家在主小行星帶發現了若干彗星。此外，還有人觀測到太陽系外的系外彗星。

彗星為何會接近地球？

行星或恒星的引力會將彗星從柯伊伯帶或奧爾特云中拉扯出來。這種引力牽引使彗星轉向太陽。隨著彗星加速，其軌道逐漸拉長，形成類似長橢圓的形狀。有些彗星會直接墜入太陽，從此消失不見。

有多少顆彗星？

截至2024年9月，人類已發現約4000顆彗星。然而這僅占潛在彗星總數的極小部分，因為太陽系外層奧爾特云內的彗星狀天體儲備庫估計有約一萬億顆彗星。

彗星是怎么命名的？

彗星通常以發現者命名；例如，麥克諾特彗星（又稱2007年大彗星）便以英澳天文學家羅伯特·H·麥克諾特命名。地面和太空望遠鏡及天文臺同樣擅長發現彗星，因此許多彗星名稱包含其名稱，如ISON或紫金山。

部分彗星采用包含發現年份及當年發現順序字母或數字的編號命名。例如，C/2023 A3（紫金山-ATLAS）的命名表明：這是一顆非周期彗星（以“C”標識），于2023年1月上旬發現（對應國際天文學聯合會彗星命名體系中的字母A），且是同期發現的第三顆彗星（故編號為3）。“紫金山-ATLAS”表示該彗星由紫金山天文臺與小行星地球撞擊預警系統（ATLAS）的望遠鏡聯合發現。

彗星為何會形成尾巴？

當彗星進入太陽系內側時，太陽的熱量會使彗星升溫，導致彗星表面的冰體升華，釋放出塵埃和氣體粒子。太陽風將這些粒子從彗星表面吹離，我們由此觀測到塵埃尾和離子尾。

彗星能存在多久？

彗星可以存在數千年到數百萬年，但每一次接近太陽，彗星的彗核都會被侵蝕。最終，它們可能解體或失去所有揮發性物質。

彗星會撞地球嗎？

理論上，彗星撞擊地球是可能的，但此類事件極其罕見。研究估計，直徑0.3公里的彗星約每500年撞擊地球一次。如舒梅克-列維9號彗星（直徑1.5-2公里）規模的天體撞擊地球，其概率約為每千萬年一次。若該彗星撞擊地球而非木星，可能徹底摧毀地球生命。科學家正持續監測近地天體，以評估潛在威脅。

圖：舒梅克-列維9號彗星撞擊木星示意圖。圖源：NASA

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彗星觀測指南

彗星什么時候可見？

彗星在進入內太陽系時最為醒目。當彗星接近太陽時，其內部受熱開始釋放氣體（此過程稱為氣體噴發）。此時，原本暗淡的小巖石會化作龐大的氣塵云團，通過望遠鏡甚至肉眼都能清晰觀測。

可目視彗星有多罕見？

肉眼可見的明亮彗星相對稀少。它們出現的時間雖然不固定，但平均約每十年出現一次。全球觀測者上次見到真正明亮的彗星是在2024年，當時C/2023 A3彗星點亮了夜空。較暗的彗星每年都可以通過雙筒望遠鏡和天文望遠鏡觀測到數次。

彗星需要多亮才能達到肉眼可見？

談及彗星時，一個關鍵考量因素是其視覺亮度，即視星等。它決定了我們無需望遠鏡即可觀測的難易程度。在理想條件下，人眼平均可辨識約6等星的物體。但彗星并非點光源（如恒星），而是彌散光斑（如星系或星云）。這意味著它們無法將光線聚焦于單一點，因此同等星等下顯得比恒星暗淡。因此彗星需達到更亮的亮度（約4等）才能在夜空中脫穎而出，被肉眼輕易觀測到。

這也不絕對，較暗的彗星可能因“前向散射”現象顯得更亮。當陽光反射彗發與彗尾中的微小粒子時，光線便會向前方觀測者方向散射。這種前向散射增強了彗星的可見度，使其在宇宙背景中顯得格外醒目。

如何觀賞一個彗星？

首先，我們需要盯緊各大網站或者天文資訊，來了解即將出現的彗星。

其次，要選擇一個合適的時機：彗星的最佳觀測時間是其處于近地點或近日點的時候。建議提前查閱每顆目標彗星的最佳觀測時間。例如，當彗星在近日點附近時，建議在日出前或日落后立即開始觀測，以避免彗星被陽光遮蔽。

找一個沒有光污染的地點。盡量選擇遠離城市燈光的地點。公園、鄉村地區或高處都是不錯的選擇。

使用雙筒望遠鏡或天文望遠鏡：雖然有些彗星是肉眼可見的，但雙筒望遠鏡或天文望遠鏡能提升觀測體驗。

查看天氣。晴朗的天空對良好的能見度至關重要。請查看天氣預報以確保最佳條件。

了解彗星在哪個方向出現。通過星圖或觀星APP在夜空中定位彗星。可以用精確坐標、星座或天體（行星、恒星等）當參照物。

保持耐心。發現彗星需要時間，尤其是當彗星比較暗淡時。請預留充足的時間來環視夜空尋找彗星。

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責任編輯：DAIKIN

牧夫新媒體編輯部

『天文濕刻』 牧夫出品

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彗星萊蒙的雙尾

圖片來源：NASA

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