楚国天文学探索：彗星特征与形成原因

彗星是围绕太阳公转的太阳系家族成员之一，是一种形状奇特而又出没无常的天体。

彗星的形状奇特主要表现为：它们出现时，不像其他星星那样只是一个个亮点，而是常常拖着一条或者数条长短、宽窄各不相同的尾巴，十分引人注意。由于彗星的尾巴大多很像古时扫地用的扫帚，我国古代就给它们取了“彗星”这个形象的名称。因为，汉字“彗”的本意就是扫帚。如，《说文》云：“彗，扫竹也。”直到现在，我国民间还把彗星俗称为“扫帚星”。在我国古代，彗星还被称作孛星、长星、茀星、天枪、天棓、天等。在古希腊，人们则是用表示尾巴或毛发的词汇来称呼彗星。

彗星的奇特形状，是由它的结构成分所造成。一般说来，肉眼可见的彗星的结构大致可分为三个部分：彗核、彗发和彗尾。其中，彗核位于彗星头部的中央，像一个明亮的圆球；彗发是包围在彗核外面的雾状物。彗核和彗发共同组成了彗星的头部。据现代天文学研究，彗核其实是由水、甲烷、氨和尘埃凝固而成的冰块；彗发和彗尾是由彗核表面挥发出来的气体和尘埃构成。当彗星距离太阳较远的时候，它看上去只是一个雾状的斑点；但当彗星接近太阳的时候，太阳的热辐射就会使气体和尘埃从彗核上大量地蒸发出来，形成彗发；同时，太阳光的辐射压和太阳风又会把彗头上的气体和尘埃背向太阳推开^[1] ，形成彗星的尾巴。彗星距离太阳越近，它的尾巴就会越大、越长，而且常常会分裂成多条尾巴。

彗星的出没无常主要表现在两个方面：一是出没的时间间隔不一定；二是运动和出没的方向不一定。

就出没的时间间隔而言，肉眼可见彗星的出现，有时是两三年一次，有时是四五年一次；比金星还亮的大彗星则是上百年或者几百年才出现一次。而彗星每次出现后的可见天数的多少，也是各不相同的。

就运动和出没的方向而言，各个彗星不像五大行星那样同有一个自西向东的基本运动方向，而是朝着任何方向运动的情况都有：既有从西向东运动的，也有从东向西运动的，更有自北向南和自南向北运动的。所以，各个彗星出现和消失的方位，也是东、南、西、北，什么情况都有。(www.xing528.com)

据现代天文学研究，造成彗星上述特点的原因主要是，它们的运行轨道存在较大差别。由于轨道的不同，所有彗星基本上可以分为两大类：周期彗星和非周期彗星。

周期彗星同八大行星一样，也是沿着椭圆形轨道围绕太阳作周期运动的天体。只不过行星的轨道因偏心率较小而近似于圆形，而彗星的轨道偏心率大多较大而显得又扁又长。由于太阳位于彗星椭圆轨道的一个焦点上，所以，周期彗星有时因距离太阳较远而不能被人们观测到；只有当它们接近太阳的时候，人们才有可能见到它们拖着长尾巴的奇特形象。周期性彗星的存在，直到公元1705 年才被英国天文学家哈雷（Edmond Halley，1656—1742 年）所发现。他所认定的一颗具有76 年回归周期的大彗星，后来经观测证实而被人们命名为哈雷彗星。

非周期彗星其实有很多本来是周期彗星。只因它们在运动中从某些行星附近经过，受到这些行星的引力作用，其运动速度和方向便因此发生变化，轨道形状也因此由椭圆变成了抛物线或者双曲线，这样，它们就变成了非周期彗星。当它们从太阳旁边绕过一次以后，就奔向遥远的宇宙空间，永远不再返回太阳系了。

另外，各个彗星的轨道面相对黄道面的倾角也大不相同：有像八大行星那样轨道面接近黄道面的，有倾角达到90°的，还有倾角大于90°的，这些就是造成各个彗星的运动和出没方向多样性的基本原因。

古人在还不具备近代天体力学知识的情况下，是很难弄清彗星的运动规律的。所以，我国东汉天文学家张衡曾在其著《灵宪》中，把彗星的运动特点概括为“其见无期，其行无度”。