【深度認識】彗星

在人類悠長歷史中，彗星（Comet）時而悄然現身於夜空，吊掛著一條長長閃爍的尾巴，自古便被形容為天際的掃帚星、災異的前兆。然而，隨着現代天文學蓬勃發展，彗星已逐漸脫離神話色彩，成為了解太陽系起源與演化的重要線索。今天，讓我們走進彗星的奇幻世界，認識這位太陽系深處來訪的過客。

什麼是彗星？它長什麼樣？

彗星是一種源自太陽系邊緣的冰雪小天體，當它們接近太陽時，受熱開始釋放氣體與塵埃，形成耀眼的彗頭（Coma）和一條長長的彗尾（Tail）。從地球上看，這就像夜空中拖著發光尾巴的星星，令人神秘又浪漫。

彗星的本體稱為彗核（Nucleus），大小介乎數百米到數十公里。舉例來說，最著名的哈雷彗星（Halley’s Comet）彗核長約15公里，寬約8公里，高約8公里，體積只相等於香港中環一帶的區域，但卻能產生肉眼可見的壯觀彗尾。

與體積相比，彗星的質量十分微小。哈雷彗星的質量大約為2.2×10^14公斤，只是地球質量的百億分之一，比一個大海島還輕。與地球、太陽這類天體相比，彗星更像宇宙中的「微塵」——但它們的作用卻不可小覷。

彗星在哪裡？它跟我們距離有多遠？

彗星的故鄉多位於太陽系邊緣的「古柏帶」（Kuiper Belt）及「奧爾特雲」（Oort Cloud），距離太陽遙不可及。根據目前觀測，古柏帶距離太陽約30-50天文單位（AU，一個AU相等於地球與太陽的平均距離，約1.5億公里）；奧爾特雲更是可達上萬甚至十萬AU之遠。

當彗星被其他天體重力擾動，便可能離開其原居地，沿著橢圓形軌道（Elliptical Orbit）飛向太陽，進入內太陽系。以哈雷彗星為例，它最近一次接近地球是在1986年，當時距離僅有0.42AU（約6300萬公里），相當於太陽與地球距離的約四成。相對地球與太陽之間的固定距離，彗星與我們的最近距離每次都不盡相同。

彗星的成分和溫度——宇宙的冷凍包裹

彗星又被稱為「髒雪球」（Dirty Snowball），這是源於其成分結構。彗核主要由水冰（H₂O）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氨（NH₃）等揮發性物質組成，夾帶著硅酸鹽、碳質物等岩石微粒與有機分子。

在遠離太陽之處，溫度極低，往往低至攝氏-200度甚至更冷（如冥王星的表面溫度約為-230°C，而彗星在奧爾特雲時氣溫更低）。彗星接近太陽時，表面受熱升至-70°C至-10°C，冰體升華（sublimation）產生彗頭與彗尾。不過，與地球（均溫約15°C）、太陽（表面溫度約5500°C）相比，彗星屬於極地冷藏等級！

彗星的自轉、公轉週期

彗星不是靜止不動的，和地球一樣會自轉（Rotation），彗核旋轉一圈所需時間視乎具體結構，可能由幾小時至數天。例如哈雷彗星的自轉週期約為2.2天。

彗星的軌道極為橢圓且傾斜，公轉（Revolution）週期可以短至幾年，也可漫長至幾百萬年。短週期彗星（如哈雷彗星，公轉週期75-76年）大都來自古柏帶；長週期彗星則來自奧爾特雲，公轉時間可能長達千萬年以上。

相比下，地球公轉太陽需時一年、太陽自轉一圈約25天；彗星的行徑就像一位穿梭於城市與郊野、偶爾歸家的旅人，顯得飄忽難測。

彗星的歷史及科學意義

古人見彗星突現於天際，多視之為天啟、吉凶之兆。古中國記載有「掃帚星」，歐洲亦稱之為「眩星」；事實上，《春秋》時代已詳細記錄了彗星。直到17世紀牛頓與哈雷發展出現代天力學，人們始明白彗星運動規律，解釋其週期性重現。

現代科技發展，人類甚至發射太空探測器，例如歐洲太空總署的「羅塞塔號」（Rosetta），在2014年成功環繞及降落在67P/丘留莫夫－格拉西缅科彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）。這些探測任務讓我們直接分析彗星成分，甚至發現其水分子、氨基酸與有機物質，這對研究生命起源與地球水源有重要啟示。

哈雷彗星則是史上首個被證實按規律出現的彗星，1786年預測成功回歸，改寫了人類對天象的理解。自此，彗星不單是吉凶預兆，而是在太空中記錄著太陽系誕生痕跡的重要天體。