希腊人称之为毛星,我们今天仍称之为彗星。
彗星不像恒星或行星那样沿着容易预测的轨道移动,而似乎
是来去无常,没有规律。在科学以前的时代,人们相信天上的星
星与人类息息相关,这些飘忽不定的彗星似乎与生活中的怪事有
联系,例如,未知的灾祸。
当天空出现彗星时,任何一个欧洲人都惊恐万状,直到1473
年,情况才有改变,那一年,德国天文学家雷乔蒙塔努斯观察到
了一颗彗星,并夜复一夜地把它相对于恒星的位置都记录了下来。
1532年,两位天文学家,一位是意大利的弗拉卡斯托罗,另
一位是德国的阿皮安,仔细研究了那一年出现的一颗彗星,并且
指出它的尾巴始终是背向太阳的。
到了1577年,第谷看到了一颗新出现的彗星,试图利用视差
法测定出它的距离。如果按照亚里士多德的说法,彗星是一种大
气现象,那么它的视差应该比月球的视差大。但是实验证明这个
说法错了,因为这颗彗星的视差太小了,根本测量不到。彗星远
在月球之外,必定是一种天体。
但是彗星的出没为什么会如此地不规则呢?1687年牛顿提出
了万有引力定律之后,问题似乎清楚了,和太阳系中其他的天体
一样,彗星也应受太阳引力的束缚。
1682年,天空中又出现了一颗彗星,牛顿的一位朋友哈雷记
录了它越过天空的路径。在查阅早期的记录时,他想到,1456年、
1531年和1607年的彗星走了一条同样的路径,这些彗星每隔75年
或76年就会再来一次。
这使哈雷突然想到,彗星同行星一样绕太阳运行,但是在一
个非常扁的椭圆形轨道上。它们大部分时间在非常遥远的远日点
那部分轨道上,所以太远太暗无法看到,然后在比较短的时间内
闪耀着通过近日点附近的轨道。彗星只有在这一段短时间内才能
被看见;因为其他时间任何人也无法看到,所以显得来去不定。
哈雷预言,1682年出现的那颗替星到1758年将会回来。虽然
生前他未能亲眼看到那颗彗星回来,但它真的回来了,1758年12
月25日首次被人们看见。由于它从木星附近通过时受到木星引力
的吸引使它减慢了速度,所以回来得稍迟了一点儿。从此这颗特
殊的彗星被称为哈雷彗星。后来它又于1832年及1910年回来过,
并预计1986年还会再度出现。实际上,在1983年初,当它仍然非
常遥远(但已开始接近地球)的时候,知道往哪里观察的天文学
家们就已经看到它的非常朦胧的身影了。
此后又计算出了其他一些彗星的轨道,不过它们都是在行星
系统内的短周期彗星。哈雷彗星的近日点在金星轨道以内,离太
阳只有8790万公里(5460万英里),远日点则在海王星轨道以外,
离太阳52.8亿公里(32.8亿英里)。
具有最小轨道的恩克彗星,公转周期为3.3年。它的近日点
离太阳5050万公里(3140万英里),与水星的距离不差上下。远
日点则在小行星带的外层,离太阳61100万公里(38000万英里)。
它是我们所知道的惟一一颗轨道完全在木星轨道以内的彗星。
但是长周期彗星的远日点都远在行星系统以外,大约每百万
年左右来太阳系一次。1973年,捷克天文学家科胡特克发现了一
颗引起大家关注的新彗星。原以为这颗彗星会格外明亮,实际上
并不很亮。在近日点,它距离太阳仅3770万公里(2340万英里),
比水星还近。但是,在远日点,竟退到5000亿公里(3110亿英里)
之外,也就是相当于海王星与太阳距离的120倍 (如果轨道计算
正确的话),科胡特克替星绕太阳公转一周要用217000年。毫无
疑问,还会有更大的绕行轨道的彗星。
1950年,奥尔特提出,从太阳向外延伸6.4×1012~1.29×1013
公里(4×l012~8×1012英里)(科胡特克彗星远日点的25倍)
的广大空间,有上千亿个小天体,大部分直径为0.8~8公里(0.5
~5英里)。它们的质量总和还不到地球的1/8。
这种物质是一种彗星壳,是在将近50亿年前形成大阳系时凝
聚的原始气体尘埃云遗留下来的。彗星与小行星的区别在于,小
行星本质上是岩石;彗星则主要是由冰样物质组成的,虽然在它
们通常与太阳的距离时像石头一样坚固,但一旦接近某种热源,
很快就会被蒸发(1949年,美国天文学家 F.L .惠普尔首先提出,
彗星基本上是冰样天体,有一个岩石的核,或者到处分布着砾石。
这个理论被人们称为脏雪球理论。)
在通常情况下,彗星呆在它们遥远的老家,以上百万年的公
转周期绕着遥远的太阳缓慢地运行,然而,如果有一个偶尔的机
会,由于碰撞或某些较近恒星的引力影响,有些彗星在非常缓慢
地环绕太阳公转中加快了速度,从而完全脱离了太阳系。其他的
彗星则速度缓慢,向着太阳运动,同时环绕太阳运行并回到它们
最初的位置,然后再次下落。当这些彗星进入太阳系内部并从地
球附近经过时,我们就能够看见它们。
因为彗星发生在一个球形的壳中,所以它们可以从任何角度
进入太阳系内部,而且逆行的可能性和顺行的可能性是一样的。
例如,哈雷替星就是逆向运行的。
彗星一旦进入太阳系内部,太阳的热就会使组成彗星的冰样
物质蒸发,从而释放出陷入冰中的尘埃。蒸气和尘埃形成彗星周
围的朦胧大气(彗发),因而使彗星看上去像是一个巨大的有毛
的东西。
于是,在完全冻结的时候,哈雷彗星的直径可能只有2.4公
里(1.5英里)。当从太阳附近经过时,在哈雷彗星周围形成的
雾状物,其范围直径可以高达40万公里(25万英里),所占体积
超过巨大木星体积的20倍,但是雾状物中的物质散布得非常稀薄,
同雾状真空一模一样。