彗星

太阳系中的一类小天体
彗星(Comet[1]),又称为扫帚星、妖星等[3]天文符号为☄[9],是太阳系中的一类小天体。彗星由彗头和彗尾组成,彗头包括彗核彗发和彗云三部分,彗尾包括尘埃尾和离子尾两部分[10][11]彗星的主要成分是水,其次是二氧化碳[12][13]
大彗星的质量一般在1000亿吨至1亿亿吨左右,有些彗星的质量要小很多,只有几百万吨至几十亿吨。彗星的质量大部分集中在彗核部分,平均密度约1g/cm3,彗头和彗尾的密度不超过10-19g/cm3。彗星中彗核的直径一般约为几千米,大的彗核直径有达十几千米的,小彗核直径只有几百米[6]彗星有三种轨道,即椭圆轨道抛物线轨道和双曲线轨道[8]。按照彗星轨道周期,可以将彗星分为周期彗星和非周期彗星[14][15],周期彗星又可以进一步分为长周期彗星和短周期彗星[16]。根据彗星大小划分,可分为大彗星小彗星[17]。此外,彗星还有三种独立类别,为主带彗星[18]、掠日彗星[16]、和不寻常的彗星[16]。一切彗星都处在逐渐毁灭的过程,它们最终的命运为飞出太阳系、耗尽挥发物质、瓦解或失踪、碰撞四种形式[19]
彗星的起源是个未解之谜[20]。根据彗星的轨道特征,研究认为奥尔特云是长周期彗星的发源地,短周期彗星则出自柯伊伯带;主带彗星的起源地是小行星主带;星际彗星的起源地为太阳系外的星际空间[7]。彗星的观测方法主要有目视观测、照相观测和光电观测三种[21]。彗星每年会出现1到20个,平均6、7个[22]。1985年,美国国家航空和宇航局发射的国际彗星探测器穿过贾科比尼—津纳彗星的气体彗尾,实施了彗星的首次太空探测计划[23]。截至2022年,已发射14艘探测器对彗星进行了空间探测[7]。截至2023年,已经发现的彗星有4446颗,而根据科学家推测,在奥尔特云附近,约有一兆[a]彗星[24]。2023年3月,中国科学院科研团队以中国最早发现的两颗彗星紫金山1号”和“紫金山2号”为对象,首次定量展示了轨道变化对彗星活动性的影响,揭示出彗星表面的喷发活动受到彗星成分、与太阳距离、彗核大小等多种因素影响[25][26]

词源

“彗星”中的“彗”字在中国古代是“扫帚”的意思[4]。在科学不发达的古代,由于彗星出没无常、形状怪异,因此常常把它和天灾人祸联系起来,认为彗星是灾祸的前兆,中国古书上曾称它为扫帚星、妖星[3]。此外,根据彗星出现的形状,它也被称为“长星”或“蓬星”,“蓬”是一种开白花的草,会结果实,果实上长有细毛。彗星有时也叫“蒙星”,“蒙”是像烟雾迷迷糊糊的意思。彗星中形状稍特别一些的,就叫做“奇星”[4]