作者|周已皓

审核|黄坚

编辑|赵经远

紫金山-阿特拉斯彗星（C/2023 A3）在本月中旬重新回到人类的视野中，目前它的亮度已经达到4等，而距离最大亮度还有约20天，这让人们对它的未来充满了想象。与此同时，彗星也再次成为一个热门的话题。

彗星之所以得名，源于它那拖着长长尾巴的形态。古人用“彗”字来形容它，而“彗”在古汉语中的本意是“帚”，也就是我们常说的扫帚。《说文解字》对此有明确记载：“彗，埽竹也”，指的是用竹子制作的扫帚，形象地描述了彗星长尾如扫帚的样子。彗星的长尾是其最显著的特征，因此古人将“彗星”这个极富想象力的名字赋予了它们。

马王堆帛书彗星图（图片来源于浙江大学）

彗星在古籍中留下了大量记录，其中中国的文献保存最为完整。在《春秋》中，鲁文公十四年（公元前613年）的记载提到：“秋七月，有星孛入于北斗。” 这段文字很可能是世界上最早的哈雷彗星记载。古人对彗星的称呼有很多，其中之一便是上文中的“星孛”，这一名称也是来源于其外观和所蕴含的寓意。

《晋书·天文志》对彗星的描述也极为详尽：“一曰彗星，所谓埽星。本类星，末类彗，小者数寸，长或竟天……彗体无光，傅日而为光，故夕见则东指，晨见则西指。在日南北，皆随日光而指。” 不得不说，先辈们对彗星形态和运动规律的认识是非常正确的，这段文字不仅准确描述了彗尾大致的形态，还提到彗星自身并不发光，而是反射太阳光，且彗尾在傍晚指向东方，在清晨指向西方。

《晋书·天文志》对彗星的描述（图片来源于中国哲学书电子化计划）

在古代，彗星常常被赋予神秘且不祥的寓意，常与灾难和不幸联系在一起。西汉大儒董仲舒曾说：“孛者，恶之所生也”，意思是彗星象征着灾祸和不吉利的事件。在西方，彗星同样常与灾难联系在一起，在《启示录》和《以诺书》中，彗星被视为末日的预兆。西方史料对哈雷彗星也有一些记载，例如，创作于11世纪的贝叶挂毯（又名巴约挂毯）记录了1066年哈雷彗星的出现，并将其与诺曼人征服英格兰的历史事件联系起来，认为它是战争的预兆。当然，这样的说法是毫无科学可言的。

贝叶挂毯中的哈雷彗星（图片来源于ESA）

彗星的尾部叫彗尾，分为两种类型：离子尾是由电离的气体组成的，通常是蓝色，并且始终指向与太阳相反的方向，通常呈现狭窄且笔直的形状；而尘埃尾则是由彗星释放的尘埃形成，通常是黄色或白色，相比离子尾，尘埃尾通常更加宽阔和弯曲。

彗星的结构（图片来源于ESA）

当彗星靠近太阳时，彗核中的冰等成分升华，形成了气体云，其中包含一氧化碳（CO）等分子。太阳风中带电的粒子与这些气体分子相互作用，导致气体电离，变成带电的离子。在太阳风的影响下，这些离子便会沿着太阳风的方向形成离子尾。与此同时，这些带电的一氧化碳气体分子（离子）在太阳紫外线的照射下，会发出蓝色的光，因此离子尾通常像一条笔直的蓝色绸缎。

2020年的新智彗星，可见蓝色的离子尾和黄白色的尘埃尾（图片来源于维基百科）

彗星的尘埃尾之所以呈现黄白色，主要是因为它由微小的尘埃颗粒组成，这些颗粒反射了太阳的光。尘埃本身并不会发光，但当阳光照射到它们时，这些颗粒会将光线向四周反射。而尘埃尾的形状较为弯曲，这是因为尘埃颗粒的运动不像离子那样受到太阳风的强烈影响，它们的轨迹更多受彗星自身运动和太阳辐射压力等因素的影响。

麦克诺特彗星壮观的尘埃尾（图片来源于ESO）

彗星的中心部分叫做彗核，它由冰、尘埃和岩石组成。当彗星接近太阳时，彗核中的冰开始升华，释放出气体和尘埃，它们围绕着彗核，形成了一片云雾状区域，这被称为彗发，通常呈现淡蓝色或绿色。彗核和彗发合称为彗头。

香港陈一平和兰州大学周已皓使用星明公众远程天文台XP1望远镜拍摄的C/2021 A1(Leonard)彗星经过M3球状星团，可见彗星的绿色彗发（图片来源于周已皓&陈一平）

彗发为何呈现绿色，长期以来一直是一个谜题。上世纪30年代，德国物理学家格哈德·赫茨伯格（Gerhard Herzberg）认为，这是阳光和彗星中的有机物发生相互作用产生的双原子碳化合物（C2）导致的。双原子碳是最常见的绿光来源，它极不稳定，很难在实验室中模拟，所以这一理论难以证实。直到2021年，科学家终于在实验室中观察到了双原子碳的光解离，证实了赫茨伯格的理论。

无论是蓝色的离子尾，白色的尘埃尾，还是绿色的彗发，这些色彩都源于彗星与太阳之间的相互作用。每当夜空中出现明亮的彗星，给人类带来的不仅是视觉的震撼，更是太阳强大力量的展现。紫金山-阿特拉斯彗星会是下一颗明亮的彗星吗？让我们拭目以待。

参考资料

[1]钟萃相.彗星的形成及其对人类的影响[J].百科知识,2024(12):22-23+70.

[2]侯传鹏,何建森,彭镜宇.太阳风与彗星相互作用[J].地球与行星物理论评(中英文),2023,54(04):372-384.

[3]一些彗星为何发绿光？[J].科学启蒙,2022(05):4.

[4]为什么彗星都拖条尾巴[J].科学大众(中学生),2022(04):2.

[5]王宝琪.彗星的尾巴哪里来[J].小读者之友,2022(04):45.

[6]高凌云.为什么一些彗星会发出绿色辉光[J].现代物理知识,2022,34(01):14.

[7]Borsovszky Jasmin,Nauta Klaas,Jiang Jun,Hansen Christopher S,McKemmish Laura K,Field Robert W,Stanton John F,Kable Scott H,Schmidt Timothy W. Photodissociation of dicarbon: How nature breaks an unusual multiple bond.[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2021,118(52).

[8]O'Meara, Stephen James. Comet color and you[J]. Astronomy,2013,41(3).

[9]卢仙文.中国古代彗星记录的证认[J].天文学进展,2000(01):38-45.

有关彗星的更多疑问，欢迎大家在评论区留言，小星会为你一一解答哦~

关注新浪微博/微信公众号/科普中国/头条号“星明天文台”，和小星一起踏遍星辰，收获浪漫吧~