在意大利的斯科洛文尼教堂收藏了由文藝復(fù)興早期的藝術(shù)家喬托所畫的一組宏偉壁畫,。而在眾多壁畫中，《博士來朝》卻因?yàn)槠湓谔煳膶W(xué)上別樣的意義而備受矚目,。這幅畫描繪了一顆耀眼的彗星掠過耶穌誕生時(shí)的場景,，就像上帝送給耶穌的“彈幕”祝福。根據(jù)喬托作畫時(shí)間推算,，這顆彗星很可能就是我們熟知的哈雷彗星,。

古希臘和古代中國文明的證據(jù)表明，至少在這位意大利人開始觀測(cè)的兩千年前,，人們就已經(jīng)在觀測(cè)和欣賞彗星了,。亞里士多德甚至試圖探究彗星的本質(zhì)，并將其解釋為上層大氣中的一種現(xiàn)象,，干燥,、炎熱的物質(zhì)會(huì)在那里燃燒。

而相比于古代,，我們對(duì)彗星的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,。最新的研究告訴我們，彗星是冷的,，并沒有任何東西在燃燒,，當(dāng)它們接近太陽時(shí)，彗星上的揮發(fā)物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)蒸氣或者液態(tài)水,。它們行進(jìn)時(shí)拖出長長的彗尾,，就像劃破天際的一道“彈幕”。在古人眼中,，這道彈幕可能蘊(yùn)含著戰(zhàn)爭與災(zāi)難的噩兆,，亦或是圣人誕生的祥瑞。

在歷史上,，彗星中的佼佼者發(fā)出的光芒甚至能超過夜晚的月亮,，它們突如其來，又轉(zhuǎn)瞬即逝,，成為夜空中最亮的星星,。歷史上最明亮的是Kirch彗星，1680年12月18日通過近日點(diǎn)的那幾天,，亮度簡直讓人不敢相信,，“視亮度”一度達(dá)-18等,，比滿月的光還亮100倍，在白天中午太陽附近方向也能看到它,。

彗星源于被稱為散盤的遙遠(yuǎn)區(qū)域,，跨越了柯伊伯帶和位于太陽系外部區(qū)域的奧爾特云。彗星也存在于其他恒星系,，但這里我們的重點(diǎn)將放在那些我們了解最多,、源于太陽系的彗星。

彗星的彗核由水冰,、灰塵,、卵石狀巖石和包括二氧化碳、一氧化碳,、甲烷和氨的冷凍氣體組成,。彗星豐富的揮發(fā)物在經(jīng)過太陽時(shí)會(huì)形成明顯的尾巴。彗星起源于太陽系外部區(qū)域,，在那里,，水和甲烷仍然處于寒冷和冰凍狀態(tài)。在這些遠(yuǎn)離太陽的非常寒冷的區(qū)域,，冰不能轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),。當(dāng)彗星經(jīng)過內(nèi)太陽系時(shí),，它們接收到更多太陽熱量時(shí),，彗星里揮發(fā)性的物質(zhì)蒸發(fā)，和灰塵一起,，在彗核的周圍形成一個(gè)被叫作彗發(fā)的大氣,。

這一圈大氣比彗核大很多，跨越數(shù)千甚至數(shù)百萬公里,，有時(shí)甚至?xí)鲩L到太陽的大小,。較大尺寸的塵埃顆粒會(huì)留在彗發(fā)中，而較輕的塵埃則被太陽的輻射和帶電粒子的輻射推送至彗星尾部,。彗星包括彗發(fā),、它圍繞著的彗核以及吹散的尾巴。

流星雨是由彗星在其身后留下的固態(tài)碎片形成的,，它也是彗星的壯觀證據(jù),。在一顆彗星穿越過地球軌道之后，一些被拋出的物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)地球的軌道上,。然后地球會(huì)定期經(jīng)過這些碎片,，從而創(chuàng)造出非常壯觀的周期性流星雨，就像一群熊孩子在夜空發(fā)射彈幕雨,。

不過,，大部分彗星都非常的暗,，但那些諸如哈雷彗星一樣不用望遠(yuǎn)鏡都可以看到的明亮彗星，也許會(huì)時(shí)不時(shí)地經(jīng)過地球附近,。圍繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),，彗星的明亮離子尾巴和分離的塵埃尾巴通常會(huì)指向不同的方向。這些明亮的塵埃和氣體的痕跡是彗星名字的由來,，這個(gè)源自希臘的詞語意思為“留著長頭發(fā)”,。塵埃彗尾一般遵循彗星的路徑，而離子彗尾指向遠(yuǎn)離太陽的方向,。當(dāng)太陽的紫外輻射撞擊彗發(fā)的時(shí)候形成離子彗尾,，將電子從一些原子中撕離。這些電離粒子在所謂的磁層中會(huì)形成磁場,。

太陽彗星圍繞太陽運(yùn)動(dòng),，它們的軌跡實(shí)際上是一個(gè)拉長的橢圓。根據(jù)繞太陽一周所需要的旅行時(shí)間,，彗星分為短周期和長周期兩種類型,。區(qū)分短周期和長周期的分界線被定為200年，但總的說來周期從幾年到幾百萬年不等,。其中靠里的區(qū)域產(chǎn)生了短周期彗星,，該區(qū)域被稱為柯伊伯帶和散盤；而更靠外的區(qū)域則是假設(shè)的奧爾特云,，產(chǎn)生長周期彗星,。

曾經(jīng)位于柯伊伯帶內(nèi)的天體，有可能是很多我們觀察到的彗星的前身,，或者至少與這些彗星有關(guān),。柯伊伯帶內(nèi)的軌道是穩(wěn)定的,，因此彗星不是源自于那里,。柯伊伯帶的永久居民不會(huì)向太陽靠近,。相反,，短周期彗星是從散盤產(chǎn)生的，散盤是一個(gè)相對(duì)空曠的包含冰狀的小行星的區(qū)域,，與柯伊伯帶重疊,，但是延伸得更遠(yuǎn)，距離太陽一直到100天文單位或者更遠(yuǎn)的地方,。散盤包含的天體的軌道會(huì)受海王星擾動(dòng)而變得不穩(wěn)定,。

散盤天體與柯伊伯帶天體的差別在于，前者的天體軌道更長更扁，傾角也更大,，最高達(dá)到約30°,。同時(shí)，散盤天體也更不穩(wěn)定,。即使那些最大軌道非常遠(yuǎn)離海王星的天體,，當(dāng)它們的軌道足夠接近海王星時(shí)，就會(huì)受到其引力場的影響,。這就是為什么海王星的影響有時(shí)能將散盤天體發(fā)送到內(nèi)太陽系里面,。在那里，這些天體被加熱,，釋放出氣體和塵埃,，從而被識(shí)別為彗星。

散盤是短周期彗星的儲(chǔ)備庫,，而奧爾特云則是長周期彗星的假定源頭,，是一個(gè)巨大的球狀分布的由冰冷微行星構(gòu)成的“云”，也許包含一萬億小的行星,。奧爾特云是以荷蘭天文學(xué)家簡·奧爾特的名字命名的,。

因?yàn)殄缧堑能壍朗遣环€(wěn)定的，所以行星的擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致它們最終與太陽或某顆行星碰撞,，或者被完全送出太陽系,。此外，在彗星消失之前不可能永遠(yuǎn)持續(xù)擴(kuò)散氣體,，彗星因?yàn)樘啻慰拷栵w過,，就會(huì)失去活力，不再產(chǎn)生氣體,。奧爾特的假設(shè)是,，我們現(xiàn)在所說的奧爾特云補(bǔ)充了新鮮彗星的供應(yīng),，因此今天仍然可以觀察到這些新的彗星,。

到奧爾特云的可能距離是非常遠(yuǎn)的?？茖W(xué)家們把太陽跟地球的平均距離定為1個(gè)天文單位,。作為最遙遠(yuǎn)的行星，海王星到太陽的距離是30天文單位,。天文學(xué)家認(rèn)為,，奧爾特云與太陽的距離或許從接近1000天文單位延伸直到超過50000天文單位，比我們迄今考慮過的任何天體都要遠(yuǎn)很多,。從奧爾特云發(fā)出的光幾乎需要一年時(shí)間才能到達(dá)地球,。

在太陽系遙遠(yuǎn)邊緣的物體有著微弱的引力束縛能，這能夠解釋為什么它們很容易受小引力的擾動(dòng)影響，從而導(dǎo)致我們可以觀察到彗星,。