彗星，或稱掃帚星，是一種天體，由太陽系外圍行星形成后所剩余的物質(zhì)(如冰凍的氣體、冰塊、塵埃)組成。彗星質(zhì)量很小，只有地球質(zhì)量的幾千億分之一，通常沿著扁平的軌道圍繞太陽運(yùn)行，繞行一周所需的時(shí)間由幾年至幾百萬年不等。部分科學(xué)家認(rèn)為研究彗星可能揭開生命源起的秘密。
彗星以其拖著的長尾巴而得名，“彗”的本意就是帚?！墩f文》：“彗，埽竹也。”而西方語言中的“彗星”一詞，來自希臘語，意為“長發(fā)”。
人類歷史上第一個(gè)被觀測到周期性圍繞太陽的彗星是“哈雷彗星”。中國古人把彗星叫做“星孛”，《春秋》記載，魯文公十四年(公元前613年)“秋七月，有星孛入于北斗”，這是世界上關(guān)于哈雷彗星的最早記錄。中國《晉書·天文志》載有：“彗星所謂掃星，本類星，末類彗，小者數(shù)寸，長或經(jīng)天。彗星本無光，傅日而為光，故夕見則東指，晨見則西指。在日南北皆隨日光而指，頓挫其芒，或長或短?！睖?zhǔn)確地描述了彗星的形態(tài)。
彗星由彗核、彗發(fā)和彗尾組成，彗核和彗發(fā)構(gòu)成彗頭，彗核顧名思義為彗星的核心，大小通常在數(shù)十千米以內(nèi)。彗發(fā)為彗星接近太陽時(shí)因受太陽光的照射，被凝結(jié)成固體的氣體成分被蒸發(fā)出來，進(jìn)而在彗核外圍形成反射太陽光的氣團(tuán)，其大小可達(dá)10萬千米。一些彗星的彗發(fā)外面還有一層“彗云”，主要由氫原子組成，又叫做氫云。彗尾為彗發(fā)受太陽輻射或太陽風(fēng)的吹襲，迫使部分彗發(fā)物質(zhì)向背離太陽的方向流動，成為長條形的彗尾，而彗尾又可細(xì)分為塵埃彗尾與離子彗尾兩部分。塵埃彗尾多是白色而粗的，尾巴沿著彗星軌道而分布，離子彗尾多為藍(lán)色而細(xì)的，尾巴直指太陽的反方向，大家可以看1997年4月的海爾·波普彗星的照片便容易明白。彗尾有單條，也有好幾條。彗尾長度可高達(dá)數(shù)百萬千米，甚至上億千米，因此人們可以透過肉眼或望遠(yuǎn)鏡觀察到彗星與太陽問的互動。
但是值得注意的是，因?yàn)榫嚯x太陽遠(yuǎn)或者彗核不大等等的緣故，并非所有彗星都具有上面所述的這些結(jié)構(gòu)。許多彗星只能通過望遠(yuǎn)鏡觀測到，稱之為“暗彗星”。當(dāng)海爾·波普彗星還沒接近太陽(1995年8月～1996年末)或遠(yuǎn)離太陽時(shí)(1998年初至今)就是這種看上去像橢圓的星云般的形象。
彗星軌道多數(shù)是拋物線，少數(shù)是極為狹長的橢圓或雙曲線。具有橢圓軌道的彗星，周期性地在太陽附近出現(xiàn)。彗星依照軌道周期的長短區(qū)分為短周期彗星與長周期彗星兩種，只要周期少于200年者為短周期彗星，反之則為長周期彗星。短周期彗星的軌道大多與黃道面同一平面，而長周期彗星的軌道可以和黃道面成任何夾角，比如百武彗星的夾角約為124°。而拋物線或雙曲線軌道的彗星則被稱為非周期彗星，它們只接近太陽一次。
彗星的軌道還可能受到行星引力的影響改變原來軌道的形狀，尤其是通過行星軌道非常接近行星的時(shí)候。如果由于行星的影響而使彗星速度加快，則有可能使彗星脫離太陽系。反之，當(dāng)速度減慢時(shí)，長周期彗星可能會變成短周期彗星。非周期彗星甚至被捕獲，成為周期彗星。
也正是由于彗星軌道的奇異特性，使天文學(xué)家一直在爭論它是否是太陽系的一員。
彗星可根據(jù)運(yùn)行軌道的不同分為三種類型：離心率e<1的橢圓、離心率e=1的拋物線和離心率e>1的雙曲線。而在橢圓形軌道上運(yùn)行的彗星就稱為周期彗星，周期彗星又可分為周期小于200年的短周期彗星和周期大于200年的長周期彗星。但彗星的周期會受到大質(zhì)量星體(主要是木星和土星)的擾動影響而改變，如1994年“蘇梅克·列維”9號彗星就是受到木星的擾動，從而使它偏離了原來的軌道并撞上了木星。
在1995年前，彗星是依照每年的發(fā)現(xiàn)先后順序以英文小寫排列，如1994年發(fā)現(xiàn)第一顆彗星就是1994a，以此類推，經(jīng)過一段時(shí)間觀測，確定該彗星的軌道并修正后，就以該彗星過近日點(diǎn)的先后次序，以羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ等排在年之后(這種編號通常是該年結(jié)束后2年才能編好)，如“蘇梅克·列維9”號彗星的編號為1993e和1994X。
除了編號外，彗星通常都是以發(fā)現(xiàn)者姓氏來命名，但一顆彗星最多只能冠以三個(gè)發(fā)現(xiàn)者的名字，“蘇梅克·列維9”號彗星的英文名稱為Shoemaker-Levy9。
從1995年起，國際天文聯(lián)合會參考小行星的命名法則，修改了彗星命名法，采用以半個(gè)月為單位，按英文字母順序排列的新彗星編號法。以英文全部字母去掉I和Z不用，將剩下的24個(gè)字母依順序，如1月份上半月為A、1月份下半月為B、依此類推至12月下半月為Y，其后再以1、2、3等數(shù)字序號編排同一個(gè)半月內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的彗星。此外為方便識別彗星的狀況，于編號前加上標(biāo)記：
A/可能為小行星；
P/確認(rèn)回歸1次以上的短周期彗星，P前面再加上周期彗星總表編號(如哈雷彗星為1P/1982U1或簡稱1p亦可)；
C/長周期彗星(200年周期以上，如海爾·波普彗星為C/1995 01)；
X/尚未算出軌道根數(shù)的彗星；
D/不再回歸或可能已消失了的彗星(如蘇梅克·列維9號彗星為D/1993 F2)；
S/新發(fā)現(xiàn)的行星之衛(wèi)星。
如果彗星破碎，分裂成數(shù)個(gè)以上的彗核，則在編號后加上－A、－B……以區(qū)分每個(gè)彗核?；貧w彗星方面，如彗星再次被觀測到回歸時(shí)，則在P/(或可能是D/)前加上一個(gè)由IAU小行星中心給定的序號，以避免該彗星回歸時(shí)重新標(biāo)記，如哈雷彗星有以下標(biāo)記：1P/1682 01=1P/1910 A2=1P/1982 U1=1P/Halley=哈雷彗星。
目前有5顆天體被同時(shí)列入小行星和彗星的名單中，分別為：
95P/開朗=2060開朗
107P/威爾遜·哈靈頓=4015威爾遜·哈靈頓
133P/Elst-Pizarro=7968 Elst－Pziarro
174P/Echeclus=60558厄開克洛斯
176P/LINEAIL=118401HNEAR
彗星奇特的形態(tài)，加上偶爾才能看到，古代許多地區(qū)的人們都把它視為上天的一種征兆。在中國古代，人們把它看做災(zāi)禍降臨的不祥之兆，稱之為“災(zāi)星”。歐洲曾經(jīng)把它看做上帝給予的預(yù)示。錢鐘書說，“古人每借天變以諫誡帝王”，“以彗星為‘天教’、熒惑為‘天罰’”，“然君主復(fù)即以此道還治臣工，有災(zāi)異則譴咎公卿”。
彗星是太陽系較特殊的天體，它們的軌道多數(shù)是拋物線，少數(shù)是極為狹長的橢圓或雙曲線，具有橢圓軌道的彗星，周期性地在太陽附近出現(xiàn)。不過，長周期彗星的軌道可以和黃道面成任何夾角。
彗星要到離太陽相當(dāng)近時(shí)才會被發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)肉眼可見的彗星的機(jī)會極少，當(dāng)預(yù)測有大而亮的彗星出現(xiàn)時(shí)，常激起一般大眾的彗星觀測熱潮。彗星的核心大小約在數(shù)10千米以內(nèi)，與它所吸引的注意力實(shí)在不成比率。
像百武彗星這類亮度的彗星，平均每二三十年出現(xiàn)一顆。預(yù)測新發(fā)現(xiàn)彗星未來的可能亮度極為困難，只能依過去的經(jīng)驗(yàn)再加上部分臆想，粗估彗星最靠近地球時(shí)的可能亮度。海爾·波普彗星1996年4月5日距地球約7億千米或5AU(天文單位)，其亮度約為8.6星等，1997年3月22日最近地球距離時(shí)，光度達(dá)到了0.4星等。
稱彗星為“臟雪球”或“塵球”皆很恰當(dāng)。彗星的主要結(jié)構(gòu)有彗核、彗發(fā)與彗尾。彗尾物質(zhì)比實(shí)驗(yàn)室的真空還要稀薄很多，基本上對地球不會有任何影響，但如有彗星與地球正面對撞，則又另當(dāng)別論。1908年于西伯利亞中部森林的神秘爆炸事件，有許多天文學(xué)家相信，是由一顆50米～100米直徑的彗星或彗星碎片在森林上方爆炸所造成的。
除了一些周期性的彗星外，不斷有開放式或封閉式軌道的新彗星造訪內(nèi)太陽系。新彗星來自何處?這個(gè)問題就要從太陽系的形成談起了。
太陽系的前身，是氣體與塵埃所組成的一團(tuán)云氣，在46億年前，這團(tuán)云氣或許受到超新星爆炸震波的壓縮，開始緩慢旋轉(zhuǎn)并陷縮成盤狀，圓盤的中心是年輕的太陽。盤面的云氣顆粒相互碰撞，有相當(dāng)比率的物質(zhì)凝結(jié)成為行星及它們的衛(wèi)星，另有部分殘存的云氣物質(zhì)凝結(jié)成彗星。
當(dāng)太陽系還很年輕時(shí)，彗星可能隨處可見，這些彗星常與初形成的行星相撞，對年輕行星的成長與演化，有很深遠(yuǎn)的影響。地球上大量的水，可能是與年輕地球相撞的許多彗星的遺產(chǎn)，而這些水，后來更孕育了地球上各式各樣的生命。
太陽系形成后的40多億年中，靠近太陽系中心區(qū)域的彗星，或與太陽、行星和衛(wèi)星相撞，或受太陽輻射的蒸發(fā)，已經(jīng)消失殆盡，我們現(xiàn)在所見的彗星應(yīng)來自太陽系的邊緣。如假設(shè)殘存在太陽系外圍的彗星物質(zhì)，歷經(jīng)數(shù)十億年未變，則研究這些彗星，有助于了解太陽系的原始化學(xué)組成與狀態(tài)。
現(xiàn)在廣為天文學(xué)家所接受的理論認(rèn)為，太陽系大家族包括九大行星、外圍的柯伊伯帶和奧爾特云。長周期彗星可能來至奧爾特云，而短周期彗星可能來自柯伊伯帶。
奧爾特云理論
1950年，荷蘭天文學(xué)家奧爾特提出距離太陽30000AU～1AU之間的球殼狀地帶，有數(shù)以萬億計(jì)的彗星存在，這些彗星是太陽系形成時(shí)的殘留物。有些奧爾特彗星偶爾受到“路過”的星體的影響，或彼此間的碰撞，離開了原來的軌道。大多數(shù)的離軌彗星，從未進(jìn)入用大型望遠(yuǎn)鏡可偵測的距離。只有少數(shù)彗星，以各式各樣的軌道進(jìn)入內(nèi)太陽系。不過到目前為止，奧爾特云理論僅是假設(shè)，尚無直接的觀測證據(jù)。
柯伊伯帶
奧爾特云理論可以合理地解釋長周期彗星的來源，以及這些彗星與黃道面夾角的隨意性。但短周彗星的軌道在太陽系行星的軌道面上，奧爾特云理論無法合理解答短周期彗星的起源。
1951年，美國天文學(xué)家G.柯伊伯提出在距離太陽30AU～100 AU之間有一個(gè)柯伊伯帶，帶上有許多繞行太陽的冰體，這些冰體的軌道面與行星相似，偶爾有些柯伊伯帶物體受到外行星的重力擾動或牽引，而向太陽的方向運(yùn)行。這些冰體在越過海王星的軌道時(shí)，更進(jìn)一步受海王星重力的影響，從而進(jìn)人內(nèi)太陽系成為短周期彗星。
天文學(xué)家戴維與珍妮自1988年起，使用能偵測極昏暗物體的高靈敏度電子攝影機(jī)尋找柯伊伯帶的物體。他們在1992年找到第一個(gè)這類物體1992 QB1，1992 QB1距太陽的平均距離為43AU，而公轉(zhuǎn)的周期為291年?？乱敛畮祗w又常被稱為是海王星外天體，今天，我們已經(jīng)知道柯伊伯帶有大約10萬顆直徑超過100千米的星體。在現(xiàn)階段，絕大多數(shù)天文學(xué)家認(rèn)為冥王星、冥衛(wèi)一和海衛(wèi)一可能都是進(jìn)入太陽系內(nèi)部的柯伊伯帶天體，2002年發(fā)現(xiàn)的瓜奧瓦，其大小約有冥王星的一半。
流星雨與彗星
許多流星雨發(fā)生在地球通過彗星軌道時(shí)，例如每年8月9日一13日的英仙座流星雨，是因?yàn)榈厍蛟竭^了Swift Tutile(一般稱為“斯威夫特·塔特爾”)彗星的軌道，而哈雷彗星是獵戶座流星雨的來源。
由彗星蒸發(fā)出來的彗星物質(zhì)，顆粒較大者散布在彗星的軌道上，并沿彗星繞太陽的軌道繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)?shù)厍蛟竭^這些彗星的軌道時(shí)，彗星粒子進(jìn)入地球大氣層焚毀，形成流星雨的現(xiàn)象。如果彗星剛回歸不久，地球穿過大團(tuán)的彗星碎片時(shí)，就會形成流星暴的現(xiàn)象，著名的例子為2000年、2001年的獅子座流星雨。
下表為主要的流星雨的日期與其成因：
說到彗星，就不能不談?wù)劰族缧恰９族缧?正式的名稱是1P／Halley)是最著名的短周期彗星，每隔75年或76年就能從地球上看見，哈雷彗星是唯一能用裸眼直接從地球看見的短周期彗星，也是人一生中唯一可能以裸眼看見兩次的彗星。其他能以裸眼看見的彗星可能會更壯觀和更美麗，但那些都是數(shù)千年才會出現(xiàn)一次的彗星。
至少在公元前240，或許在更早的公元前466年，哈雷彗星返回內(nèi)太陽系就已經(jīng)被天文學(xué)家觀測和記錄到。在中國、巴比倫和中世紀(jì)的歐洲都有這顆彗星出現(xiàn)的清楚記錄，但是當(dāng)時(shí)并不知道這是同一顆彗星的再出現(xiàn)。這顆彗星的周期最早是英國人愛德蒙·哈雷測量出來的，因此這顆彗星就以他為名。哈雷彗星上一次回歸是在1986年，而下一次回歸將在2061年。
在1986年回歸時(shí)，哈雷彗星成為第一顆被太空船詳細(xì)觀察的彗星，提供了第一手的彗核結(jié)構(gòu)與彗發(fā)和彗尾形成機(jī)制的資料?，F(xiàn)在我們知道哈雷彗星的表面主要是布滿塵土的，沒有揮發(fā)性的物質(zhì)，并且只有一小部分是冰。
哈雷是第一顆被確認(rèn)的周期彗星。直到文藝復(fù)興之前，哲學(xué)家們一致認(rèn)定彗星的本質(zhì)是如亞里士多德所論述的，是地球大氣中的一種擾動。這種想法在1577年被第谷推翻，他以視差的測量顯示彗星必須在比月球之外更遠(yuǎn)的地方。許多人依然不認(rèn)同彗星軌道是繞著太陽，并且假定它們在太陽系內(nèi)的路徑是遵循直線行進(jìn)的。
在1687年，艾薩克·牛頓發(fā)表了他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，他在其中簡略介紹了引力和運(yùn)動的規(guī)律。雖然他一直懷疑在1680年和1681年相繼出現(xiàn)的兩顆彗星是掠過太陽之前和之后的彗星(后來發(fā)現(xiàn)他是正確的)，但他對彗星的工作還未完成，因此未將彗星放入他的模型中。最后，是牛頓的朋友，編輯和出版者愛德蒙-哈雷使用了牛頓新的規(guī)律來計(jì)算木星和土星的引力對彗星軌道的影響。他的計(jì)算使得他在檢視歷史記錄后，有能力確定在1682年出現(xiàn)的第二顆彗星和1531年(由阿皮昂觀測)、1607年(由約翰·開普勒觀測)出現(xiàn)的彗星有著幾乎相同的軌道要素。哈雷因此推斷這三顆彗星事實(shí)上是同一顆彗星每隔76年來一次，周期在75年～76年之間修正。在粗略估計(jì)行星引力對彗星的擾動之后，他預(yù)測這顆彗星在1758年將會再回來。直到1758年12月25日這顆彗星才被德國的一位農(nóng)夫和業(yè)余天文學(xué)家約翰·帕利奇觀測到，證明了哈雷的預(yù)測還是正確的。它受到木星和土星擾動的影響，延遲了618天，直到1759年3月13日才通過近日點(diǎn)。由三位法國數(shù)學(xué)家組成的小組，認(rèn)為這個(gè)效果使它提前了一個(gè)月回歸(與4月13日有一個(gè)月的誤差)，但是哈雷于1742年逝世，未能活著看見這顆彗星的回歸。彗星回歸的確認(rèn)，首度證實(shí)了除了行星之外，還有其他的天體繞著太陽公轉(zhuǎn)，這也是最早對牛頓物理學(xué)測試和解釋能力的一個(gè)清楚的示范。
在1759年，法國天文學(xué)家尼可拉·路易·拉卡伊將這顆彗星命名為哈雷彗星，以顯示對哈雷的尊敬。
在1世紀(jì)的猶太天文學(xué)家可能已經(jīng)認(rèn)為哈雷彗星是有周期性的。在一篇猶太法典的短文中提到“有一顆星隔70年出現(xiàn)一次，會使船長發(fā)生錯(cuò)誤”。
最先和最完備的哈雷彗星記錄皆出自中國。據(jù)考證，自秦始皇七年(公元前240年)至清宣統(tǒng)二年(1910年)共有29次記錄，并符合計(jì)算結(jié)果。
在歐洲，哈雷彗星的記錄也十分詳盡，最早的記錄在公元前11年，但哈雷彗星回歸與其他彗星一樣，往往被眾多迷信的民眾聯(lián)想成稀罕的災(zāi)星，跟恐慌與災(zāi)禍扯上關(guān)系。以下是一些歷史記錄：
公元前613年，中國《春秋》“秋七月，有星孛入于北斗”。
公元前240年，中國《史記·始皇本紀(jì)》“始皇七年，彗星先出東方，見北方；五月見西方，十六日”。
公元前164年后半，巴比倫的黏土板有記錄。
公元前12年10月，《新約圣經(jīng)》有伯利恒之星的說法。
607年3月，日本書紀(jì)有記錄。
684年10月，日本(天武12年)有記錄。
989年9月，日本和中國皆有記錄，這一年日本永延三年改元永祚元年。
1145年4月，日本天養(yǎng)二年改元為久安元年。
1301年10月，日本的《蠊倉年代記》、中國的《元史》中皆有記載。
直至1910年哈雷彗星回歸時(shí)，盡管已是工業(yè)化的社會，人們?nèi)詫族缧浅錆M恐懼。當(dāng)時(shí)計(jì)算出來的結(jié)果顯示：過近日點(diǎn)后的哈雷彗星彗尾將掃過地球，有些報(bào)紙故意夸大其恐怖性：彗尾中有毒氣滲入大氣層，并毒死地球上大部分人。實(shí)際上彗尾中的氣體是隕星自然產(chǎn)生，不會毒死人類。當(dāng)時(shí)有些偏僻村落的人們感到異?？只?，有報(bào)道在中歐和東歐甚至有人因此自殺。
從1910回歸開始，哈雷彗星有了照片和光譜紀(jì)錄。這次回歸最早是在1909年9月11日被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)彗星光度16等，1910年5月中旬直至月底的彗核亮度達(dá)2等～3等，5月17日彗尾長達(dá)100度，往后更發(fā)展至140度之長。由于天文學(xué)家已預(yù)計(jì)5月20日地球經(jīng)過哈雷彗星的彗尾(兩者相距只有0.15 AU)，這樣引起包括氣象學(xué)研究人員對環(huán)境的監(jiān)測。這段時(shí)間拍下的彗頭照片顯示彗頭復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且有暈狀和鳥冠狀的光芒，5月24日彗核中心分為兩個(gè)，各被拋物線狀物包圍。當(dāng)年8月時(shí)為9等星，翌年1月時(shí)變?yōu)?3等～14等，那次回歸最后的觀測紀(jì)錄是1911年6月16日。
哈雷彗星1986年初回歸時(shí)，人類對它做了最詳盡地觀測。1982年10月16日率先被美國帕洛馬山天文臺5米反射望遠(yuǎn)鏡以CCD拍攝到，當(dāng)時(shí)光度為24.2等，當(dāng)時(shí)暫定名為1982I。
由于1910年觀測時(shí)沒有計(jì)劃，當(dāng)時(shí)各天文臺觀測方法和儀器上沒有互相聯(lián)系，故沒有良好成果。為更有效協(xié)調(diào)全球觀測網(wǎng)絡(luò)、世界各天文臺和天文愛好者之間聯(lián)合_觀測，以美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室為中心，由美國航空航天局贊助，并經(jīng)國際天文學(xué)聯(lián)會同意，由22位天文學(xué)家組成委員會于1982年8月16日在希臘舉行的國際天文學(xué)聯(lián)合會第r8次全體會議上正式成立“國際哈雷彗星觀測計(jì)劃”。計(jì)劃有統(tǒng)一的觀測原則，出版規(guī)范觀測資料和方法，也考慮資料的整理，因此使比較研究更容易。此計(jì)劃由1983年10月中旬開始直至1987年末，持續(xù)對哈雷彗星進(jìn)行觀測。
為了進(jìn)一步觀察哈雷彗星的詳細(xì)情況，當(dāng)時(shí)參加這場國際哈雷彗星觀測計(jì)劃的國家的所屬機(jī)構(gòu)中，美國航空航天局、蘇聯(lián)太空局、歐洲空間局以及日本宇宙空間研究所發(fā)射了7架宇宙探查器，其中由美國發(fā)射的ICE、歐洲發(fā)射的“喬托”號、日本發(fā)射的“先驅(qū)”號和“彗星”號以及蘇聯(lián)發(fā)射的“維加一”號和“維加二”號在天文迷中普遍被稱做“哈雷艦隊(duì)”。
1991年2月，歐洲南方天文臺使用1.54米丹麥望遠(yuǎn)鏡觀測到哈雷彗星的亮度突然從25等增亮至21.5等，并出現(xiàn)20角秒(約20萬千米)的彗發(fā)，這估計(jì)是受到一顆小行星的撞擊或者太陽耀斑的激發(fā)所致。
20世紀(jì)最后一次拍攝中發(fā)現(xiàn)哈雷彗星是在1994年1月10日，是由智利的3.58米新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡觀測到的。2003年3月6日，天文學(xué)家以南歐天文臺3座8.2米YLT望遠(yuǎn)鏡在長蛇座頭部再次拍到了它(共有81張照片)，距離地球27.26 AU(40.8億千米)，光度28.2等。天文學(xué)家相信，以現(xiàn)時(shí)觀測技術(shù)，它在2023年過遠(yuǎn)日點(diǎn)(35.3 AU)時(shí)也可拍到其影像。
哈雷彗星下次過近日點(diǎn)為2061年7月28日。
最新的研究發(fā)現(xiàn)古希臘人可能在公元前466年就觀測到了哈雷彗星，這項(xiàng)研究將哈雷彗星的最早觀測記錄提前了200年。研究表明哈雷彗星造訪地球時(shí)希臘北部正在遭受一次隕石襲擊，這一發(fā)現(xiàn)使人們對彗星有了新的認(rèn)識。此項(xiàng)研究的主持人、楊百翰大學(xué)的哲學(xué)教授丹尼爾·格拉漢姆認(rèn)為，“它就是關(guān)于彗星的可靠記錄，證據(jù)與哈雷彗星完全一致”。
在過去幾千年中，哈雷彗星是地球的常客。它每隔75年～76年就造訪一次，而且人的肉眼能夠觀測到。哈雷彗星與地球最近一次的“親密接觸”是在1986年，下一次應(yīng)該是2061年。1705年，英國天文學(xué)家埃德蒙德·哈雷指出，1682年人們觀測到的彗星與人們在1531年和1607年觀測到的彗星是相同的。他還進(jìn)一步預(yù)言，該彗星會在1758年再次出現(xiàn)。當(dāng)他的預(yù)言獲得證實(shí)后，人們就以他的名字來命名這顆彗星。
從那以后科學(xué)家們就能夠提前預(yù)知哈雷彗星將會在什么時(shí)候現(xiàn)身?？茖W(xué)家們也能夠往前追溯，通過計(jì)算得出哈雷彗星在過去什么時(shí)間曾造訪過地球，其中很多與歷史記錄吻合，比如巴比倫和中國的記錄就證實(shí)了科學(xué)家計(jì)算出的哈雷彗星曾在公元前87年、公元前164年和公元前240年出現(xiàn)過。
“公元前240年的那次猜測更是神奇，”來自楊百翰大學(xué)的另一位研究者艾瑞克·海因茨說，“中國科學(xué)家甚至指出了當(dāng)時(shí)彗星出現(xiàn)在天空中的確切位置?！?/p>
此前哈雷彗星最早的觀測記錄是中國天文學(xué)家在公元前240年的一次觀測。但是古希臘人的記錄顯示他們曾在公元前466年觀測到一顆可能就是哈雷的彗星。
當(dāng)時(shí)的希臘的文獻(xiàn)記錄大都關(guān)注于當(dāng)年發(fā)生的另一個(gè)引人注目的天文事件：一個(gè)四輪馬車大的隕石降落在了希臘北部，亞里士多德和普林尼分別在事件發(fā)生100年和500年對該次事件做了記錄。
其中有一些記錄，包括亞里士多德寫的，都提到當(dāng)隕石擊中地面時(shí)，天空中閃爍著一顆彗星。這一信息與數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出的哈雷彗星曾于公元前466年飛臨地球的推斷一致。
海因茨在接受“天空網(wǎng)”采訪時(shí)說：“我們計(jì)算哈雷彗星的軌道元素，并試圖推斷在地球上哪些區(qū)域能夠觀測到哈雷彗星。我們想知道，當(dāng)時(shí)希臘人是否能看到它?”
他們的答案是肯定的。
模型不僅表明希臘人當(dāng)時(shí)能看到哈雷彗星，而且模型還表明人們在75天內(nèi)都能看到彗星，這也與古希臘著名作家戴瑪克斯的描述一致。海因茨說：“哈雷彗星確實(shí)可以在長達(dá)70天～75天內(nèi)被觀測到?！?/p>
研究人員還計(jì)算出當(dāng)時(shí)的哈雷彗星有一條長長的、大大的尾巴，許多流星從這條尾巴飛經(jīng)地球大氣層。這一細(xì)節(jié)也被戴瑪克斯記錄下來。但是沒有證據(jù)證明“四輪馬車大的隕石”來自于哈雷彗星，或者撞擊與彗星有關(guān)。但是，證明古希臘人記錄哈雷彗星造訪地球的證據(jù)并不完備，研究人員如是說。要想完全確定，研究人員需要更多細(xì)節(jié)，如彗星出現(xiàn)在哪個(gè)星座以及何時(shí)出現(xiàn)。
幾個(gè)世紀(jì)后古巴比倫人和中國人對于彗星造訪的記錄就十分詳細(xì)了。但是希臘人卻沒有做到如此細(xì)致，因此可以說這一信息不一定就是指公元前466年的彗星。
格拉漢姆說：“希臘人對天國諸神有詳細(xì)描述，但是他們卻懶于進(jìn)行觀察，他們的實(shí)踐技能還稍遜一些?！?/p>
即便希臘人見到了哈雷彗星來訪，但是他們可能實(shí)際并不知道這顆彗星是什么。格拉漢姆說當(dāng)時(shí)許多希臘思想家認(rèn)為彗星是光學(xué)幻想或者是奇怪天氣的結(jié)果，如亞里士多德認(rèn)為彗星與大風(fēng)天氣有關(guān)。
幾千年來人們對彗星一直缺乏認(rèn)識。縱觀人類歷史，彗星被視為一種超自然物體，預(yù)示著厄運(yùn)。
例如，當(dāng)彗星在1066年出現(xiàn)時(shí)，英國人就認(rèn)為它會給他們帶來不幸。當(dāng)年晚些時(shí)候，英國人在黑斯廷斯戰(zhàn)役中被諾曼底公爵威廉打敗，國王哈羅德二世在戰(zhàn)爭中死去。英國人的恐懼在這個(gè)過程中發(fā)酵蔓延，而彗星就被看做是諾曼人入侵的先兆。但是研究者也指出公元前466年的事件幫助希臘人對宇宙有了更深刻的認(rèn)識。隕石墜落對希臘和希臘人的天文思想有了持久的影響。
在之后的500年，地面上的太空隕石儼然成為了一個(gè)旅游景點(diǎn)。格拉漢姆說：“在那之前，沒有證據(jù)顯示希臘人甚至知道有流星雨?！彼€補(bǔ)充說，希臘人曾觀測到流星，但是他們將其看做是奇怪天氣的表現(xiàn)形式。格拉漢姆還說，那次隕石事件有助于希臘人了解到天體是有重量的，龐大的，而不是像許多人認(rèn)為的像云那樣輕盈。偉大的思想家阿那克薩哥拉在那次隕石撞擊前就提出了天體沉重機(jī)構(gòu)理論，他認(rèn)為彗星中包含著生命的種子。
當(dāng)人們自此看到太空隕石，往往會相信阿那克薩哥拉的解釋，而不再將它看做是上帝和女神發(fā)怒的表現(xiàn)?！昂苡腥さ氖牵野l(fā)現(xiàn)流星不再和任何神話故事相聯(lián)系，”格拉漢姆說，“當(dāng)時(shí)的頭條新聞都是有關(guān)科學(xué)解釋的?！?/p>
彗星的死亡之旅
2011年12月15日晚些時(shí)候，一顆彗星掠過太陽表層，可能會導(dǎo)致其自身毀滅。SOHO衛(wèi)星能夠全程觀測到這一“表演”。這類彗星通常被稱做克魯茲族彗星，或者是“掠日彗星”，這種稱謂主要起因于它會掠過太陽表面。
這顆掠日彗星，正式名為C／2011 W3(洛夫喬伊)，是由澳大利亞業(yè)余天文學(xué)家特里·洛夫喬伊2011年11月27日發(fā)現(xiàn)的。洛夫喬伊在他的群發(fā)郵件中寫道：“當(dāng)知道W3是一顆掠日彗星時(shí)我驚呆了。對我而言，這是一個(gè)特別有意義的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)殚L久以來，我一直沉迷于掠日彗星?！?/p>
洛弗喬伊彗星在太陽日冕中通過近日點(diǎn)，距離太陽表面約140 000千米。它到達(dá)近日點(diǎn)的時(shí)間是在美國東部時(shí)間12月15日19時(shí)(格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間12月16日0時(shí))。專家表示，此舉將有可能摧毀這顆彗星。
盡管太空中小的星體飛向太陽的機(jī)會相當(dāng)頻繁，但是天文學(xué)家很少提前知道此類接觸，并通過衛(wèi)星觀察此類事件。一些衛(wèi)星，如歐洲空間局的SOHO飛船(中文全稱是：太陽和日球?qū)犹綔y器)和美國航空航天局的STEREO(中文全稱是：日地關(guān)系觀測器)衛(wèi)星將密切關(guān)注此事。
華盛頓海軍研究實(shí)驗(yàn)室研究員卡爾·巴特姆在寫給“太空網(wǎng)”的郵件中說：“能提前知道掠日彗星飛向太陽是極為罕見的，SOHO平均每隔三天能發(fā)現(xiàn)一顆掠日彗星，但是這將是40年來第一顆可以從地面看到的掠日彗星。”
此事對于研究這些特殊彗星的科學(xué)家來說，是一種特殊禮遇?！拔已芯柯尤斟缧怯?年了，一直在翹首等待像這么明亮彗星的出現(xiàn)，”巴特姆寫道，“考慮到這類彗星幾百年的軌道周期和十分隨意的出鏡率，我一直不確定有生之年是否能碰到一次，但是我很高興現(xiàn)在就能看到了?！?/p>
巴特姆設(shè)立了一個(gè)掠日彗星網(wǎng)站，專門關(guān)注那些被SOHO和STEREO發(fā)現(xiàn)的彗星。
“太空氣象”網(wǎng)站介紹說，當(dāng)這顆彗星到達(dá)近日點(diǎn)時(shí)，它會變得像木星或金星那樣明亮。但是刺眼的陽光會使人們不敢直視事件的發(fā)生。太空氣象網(wǎng)站還介紹說，“如此近的距離，太陽光絕對會摧毀這個(gè)冰冷的闖入者，釋放出的水蒸氣云和彗星塵埃會反射大量太陽光線”。
盡管SOHO和其他太陽觀測器能觀察到洛夫喬伊彗星經(jīng)過太陽，但是地球上的觀測者卻看不到?！帮@而易見，彗星和太陽如此接近，觀測者能看到它的唯一時(shí)間就是在白天，但這種機(jī)會有可能被炫目的太陽光抹殺掉，”巴特姆建議，“一個(gè)微乎其微的機(jī)會就是彗星發(fā)出的光亮度完全超乎我們的想象，觀測者可以通過屏蔽彗星身后像一幢大建筑一樣的太陽觀測到它，但是這種機(jī)會有可能根本就不存在?！?/p>
重要警告：人們不應(yīng)該在掠日彗星靠近太陽時(shí)進(jìn)行裸眼觀測，使用沒有安裝適當(dāng)濾鏡的雙筒望遠(yuǎn)鏡或天文望遠(yuǎn)鏡也不行，如果你堅(jiān)持那樣做，會對眼睛造成嚴(yán)重?fù)p害。
大約12900年前進(jìn)入加拿大東部冰川的太空隕石可能會幫助我們了解一些大型動物，如毛茸茸的猛犸象和可能是地球上最早的人類居民“克洛維斯人”滅絕的真相。一項(xiàng)新的研究表明，動物滅絕緣于三個(gè)因素的共同影響。
新的證據(jù)來源于新近發(fā)現(xiàn)的納米尺寸大小的鉆石，研究人員認(rèn)為它是迄今為止能夠解釋動物為何在更新世晚期滅絕的最有力證據(jù)。
對于是什么原因?qū)е卤邮兰o(jì)時(shí)期北美3／4的大型動物和“克洛維斯人”(“克洛維斯人”存在于石器時(shí)代，此時(shí)剛剛移居到北美大陸)滅絕這一災(zāi)難性事件，科學(xué)家一直眾說紛紜。
迄今為止，人類過度狩獵和氣候變化這兩種主要解釋并不足以解釋大滅絕。但是如果加上彗星的影響因素，這三個(gè)因素結(jié)合的話，就足以引發(fā)一次“完美風(fēng)暴”。美國亞利桑納州地質(zhì)咨詢公司研究員艾倫·韋斯特披露了這一觀點(diǎn)。
韋斯特說：“我們沒辦法分清這三種因素在那次大型動物滅絕事件中各自起了多大影響，但是可以確定的是這三種因素——彗星、氣候變化和人類作用——共同發(fā)生了作用?！?/p>
彗星是“罪魁禍?zhǔn)住辈⒉皇且粋€(gè)新主張，《科學(xué)家》曾報(bào)道過從納米鉆石、玻璃碳和稀土元素銥身上找到了證明彗星的證據(jù)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)六角形鉆石確屬首次，這種所謂的六角形納米鉆石只存在于隕石或隕石坑。
研究組成員俄勒岡大學(xué)的考古學(xué)家道格拉斯·肯尼特指出“六角形鉆石”形成需要高溫高壓，這與彗星曾經(jīng)受到的影響相吻合，“迄今為止只在地球上的隕石和隕石坑中發(fā)現(xiàn)過這種鉆石，這可能是彗星影響最強(qiáng)有力的證據(jù)”。
鉆石的發(fā)現(xiàn)
研究小組在位于圣羅莎島的阿靈頓峽谷中4米的巖石下發(fā)現(xiàn)了這種微小鉆石，圣羅莎島是連接南加州海岸對面的三個(gè)北部海峽群島的一片陸地：研究人員在北美和歐洲都發(fā)現(xiàn)了這種鉆石，根據(jù)鉆石證據(jù)和其他相關(guān)材料，研究人員對大型動物的滅絕是怎樣發(fā)生的做了如下結(jié)論：
一個(gè)或幾個(gè)直徑有2000米大小的彗星物體降落在加拿大，與此同時(shí)，研究人員認(rèn)為彗星是以一個(gè)傾斜角度撞擊地球，由此拋出了一大部分冰雪，這也解釋了為什么科學(xué)家仍然沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)隕石坑。
這一事件也引發(fā)了一波大規(guī)?；馂?zāi)，在圣羅莎島和北美發(fā)現(xiàn)鉆石的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)的煙塵也支持這一觀點(diǎn)。這些大火可能使附近的大型動物和人類遭受滅頂之災(zāi)。
研究人員聲稱，北部海峽群島的猛犸象的滅絕也與彗星的撞擊有關(guān)。
大嚴(yán)寒
大撞擊的長期影響，也使得那些勉強(qiáng)存活下來的幸存者最終也未能幸免。
“類似彗星撞擊引發(fā)的爆炸會產(chǎn)生大量的水蒸氣(彗星主要是由冰組成的)，因此會使得北半球大部烏云密布，”韋斯特說，“這會導(dǎo)致氣溫驟降?！迸c此同時(shí)，大火也會使空氣中布滿阻擋太陽光線的粉塵、煙塵、水蒸氣和氮氧化合物，其結(jié)果就是大嚴(yán)寒的瞬間到來。事實(shí)上，韋斯特和他的同事認(rèn)為彗星也導(dǎo)致了稱為“新仙女木期”的冰期。
韋斯特在“生動科學(xué)網(wǎng)”上說：“這有點(diǎn)像是生活在邁阿密的人，在不到一年的時(shí)間中突然生活在了相當(dāng)于加拿大蒙特利爾的氣候下，這就意味著棕櫚樹不再能夠存活?！?/p>
已經(jīng)適應(yīng)溫暖氣候的植物會死去，使得大型動物很難再找到食物，韋斯特如是說。韋斯特和他的團(tuán)隊(duì)仍在努力找出在這些有12900年歷史的沉積巖中是如何發(fā)現(xiàn)六角形鉆石和其他類型鉆石的，研究人員認(rèn)為泥土在高溫高壓下會形成這種六角形鉆石。此外，彗星內(nèi)部的一些二氧化碳冰也會在作用下轉(zhuǎn)化為這種罕見的納米鉆石。
該項(xiàng)研究得到了美國國家科學(xué)基金會的支持，詳細(xì)的研究成果將會在美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上公布。
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