神秘的彗星

古希腊人最早尝试科学地对彗星进行解释，比如古希腊数学家毕达哥拉斯（公元前 570—前 495 年）认为彗星只有唯一的一颗。阿那克萨戈拉（公元前500—前 428 年）和德谟克利特（公元前 460—前 370 年）认为彗星是离得很近的行星。希波克拉底（公元前 470—前 410 年）相信彗星其实就是行星，而彗尾则是彗星从地球上劫取的水蒸气。

亚里士多德（公元前 384—公元前 322 年）对以上这些看法都不认同，他相信宇宙是完美的，行星只能在黄道上做环形轨道运动，而彗星会出现在天空中的任何一个方向，并且行星相合的时候并不会都伴随着彗星的出现，因此他提出彗星只不过是地面上的蒸汽升到了空中被点燃了，如果其光芒是朝各个方向延伸的就称为彗星或者长头发星星，如果光芒只朝一个方向延伸的就称为长胡子星星。

在著名的白昼大彗星 — 1106 年大彗星（X/1106 C1）出现的时候，虽然当时并没有随之发生什么巨大变故，但是人们仍然对其抱有迷信的看法。1106 年 2 月 2 日，这颗大彗星明亮到白天都可以看到。在一本大约成书于1137 年的亚美尼亚史书中可以看到以下的一段记载：“一颗可怕的、巨大的、令人震惊的彗星出现了，每一个看到它的人都感到莫名的恐惧。智者们称它是国王的启示，他们说即将有一位可以征服所有人类的国王要诞生在这个世上。”

然而，时间验证了一切，这颗大彗星的出现并没有带来任何变化。这种思想在 13 世纪有所改观，科学理性的观点开始回归。莱西纳的埃吉迪乌斯（公元 1230—1304 年）对 1264 年大彗星（C/1264 N1）进行了观测，并对此做出了详细的观测报告：“这颗大彗星首先出现在夜晚的天空中，随着日子的流逝，它逐渐落在了黄昏的蒙影中并消失。”接着他又写道：“同样的一颗彗星重新出现在了黎明的天空中。”通过这样的观测我们很容易推理出来这两个目标其实就是同一颗彗星，埃吉迪乌斯显然也是这么认为的。

但是在当时那个年代，伪科学仍然占据上风。法国里摩日的彼得（1306年去世）曾经写过关于彗星 C/1299 B1 的专著，他在专著中写到了他对这颗彗星的测量结果，当时他使用的是中世纪天文仪器 — 赤基黄道仪。尽管他的研究方法是科学的，但是他得出来的结论却认为金星和木星看起来对彗星具有影响，他认为金星和木星可以减少彗星带来的对疾病的影响，并且如果我们彼此之间公正无私，上帝会显示出他的仁慈来帮助人们渡过彗星带来的劫难。

在 15 世纪，有两位科学家尝试确认彗星的距离。奥地利天文学家乔治范派尔巴赫（公元 1423—1461 年）测量了彗星的视差，视差就是在不同的地点观测同一个目标，其在背景星空上的位置会发生变化，从而通过几何学就可以计算出彗星的距离。当时他就成功地测量到了 1456 年回归的哈雷彗星的视差。然而，他的测量结果却显示哈雷彗星是大气中的现象，他的学生雷乔蒙塔努斯（公元 1436—1476 年）也得出了同样错误的结论。他的另外一次测量也得出了完全相同的结论 — 他对 C/1471 Y1 彗星的观测发现这颗彗星距离我们有 9个地球半径的高度，这个距离仍然在他所认为的地球大气之中。因此当时的人们继续把彗星当作是地球大气的现象。

1531 年哈雷彗星再次回归，彼得·阿皮昂（公元 1495—1552 年）详细描述了彗星的运行过程，从中他取得了一项突破性的进展，他第一次发现彗尾总是向着太阳的反向延伸。但是这仍没解决彗星是否是地球大气内的现象这一关键的问题。亚里士多德对于彗星的观点一直影响到了哥白尼的时代，尼古拉斯·哥白尼虽然否定了地心说，但是他仍然相信彗星是地球大气的产物，他曾经这样写道：“地球最高层的大气跟随着天体一起运动，这就解释了那些忽然出现的天体 — 彗星，为什么会像其他星星一样东升西落，因为它们是地球最高层大气的产物。”

真正动摇亚里士多德彗星理论的是 1577 年出现的 C/1577 V1 彗星，这颗彗星于 11 月 2 日在秘鲁被首次观测到。一个星期后，欧洲的人们也看到了这颗彗星。很多天文观测者都对它进行了测距，有些观测者得出结论认为它是地球大气内的产物，而另外一些观测者则计算出它是在大气以外的宇宙空间中的天体。其中最具重量级的观点来自丹麦天文学家第谷（公元 1546—1601 年）的观测。第谷使用的是他用来测量恒星视差的仪器来测量彗星的视差，通过测量他发现彗星相对于背景星空并没有很显著的位移，从而得出结果，该彗星距离地球有 230 个地球半径那么远，这远在月球轨道之外。随后，第谷在他的专著中反驳了亚里士多德的理论，提出彗星是运行在椭圆轨道上的环绕太阳公转的天体。这一发现终于使人们对彗星的认识上了一层台阶，不过让第谷大为失色的是他仍然认为彗星喷射出的彗尾是有毒的。

尽管第谷已经取得了巨大的成就，但是还有一些著名的科学家对此抱有质疑，甚至伽利略（公元 1564—1642 年）在他 1623 年写的书《试金者》中写道：“彗星不是行星，它并不像行星那样运动。”他认为彗星不过是地面上蒸发的气体，第谷的测量结果是错误的，那不过是眼睛的错觉。

到了 17 世纪，1664 年出现了一颗大彗星（C/1664 W1），在天空中从1664 年 11 月一直持续到 1665 年 3 月。在朝鲜，当时的李氏王朝因此加倍防御所有的港口，加强了军备并建设了许多堡垒。伦敦的人们纷纷感到惊慌，特别在当时黑死病有蔓延的迹象，这场疾病最终导致了伦敦 10 万人的死亡，而这恰好发生在彗星闪耀在天空中的时候。如果一颗彗星还不够的话，1665 年3 月底又出现了另外一颗彗星，彗尾长达 20°，这不得不说只是一场巧合。

焦维新，北京大学地球与空间科学学院教授、中国空间科学学会空间探测专业委员会副主任、中国科学院老科学家科普演讲团成员。中央电视台、香港凤凰卫视以及央视网等新闻媒体太空节目访谈专家，每年为中小学作近百场科普讲座。所著《青少年太空探索科普丛书》（第 1 辑）列入“十二五”国家重点图书出版规划项目和2015 年度国家出版基金资助项目。

彗星一向被认为是不吉利的星，一旦出现，就要引起人间的灾祸。那么，彗星究竟是什么？它是由什么组成的？分别都有什么类型呢？本书从人类早期对彗星的观测开始，带领读者一步步探索彗星的构成和类型、彗星的起源和命运，同时站在科学的角度探讨彗星研究的实

质、彗星的科学探测以及未来发展趋势。

前　言 001

第 1 章 揭开彗星神秘的面纱

002 　　彗星的神秘色彩

004 　　人类早期对彗星的观测

016 　　彗星的真面目

021 　　彗星的类型

037 　　彗星的源

045 　　彗星的命运

第 2 章 著名的彗星

052 　　著名的大彗星

072 　　著名的掠日彗星

 第 3 章 研究彗星的意义

076 　　科学意义

082 　　彗星与流星雨

 第 4 章 彗星探测

088 　　“乔托号”探测器

090 　　“星尘号”探测器

099 　　深度撞击

114 　　“罗塞塔”探测器