哈雷彗星

哈雷彗星是有名的短週期彗星，每隔75-76年就能從地球上被觀測到，亦是唯一能用肉眼直接從地球看到的短週期彗星，人的一生中可能經歷兩次其來訪。其他能以肉眼觀察到的彗星可能會更壯觀和美麗，但可能要數千年才會出現一次。至少在西元前240年，或在更早的西元前466年，哈雷彗星返回內太陽系就已經由天文學家觀測和記錄到。在華夏、巴比倫和中世紀的歐洲都有這顆彗星出現的清楚記錄，但是當時的觀測者並不知道這是同一顆彗星的再出現。英國天文學家愛德蒙·哈雷最先使用開普勒第三定律估算出他的週期，1758-1759年彗星再次來臨的時候，這顆彗星被命名為哈雷彗星，以紀念哈雷的工作。哈雷彗星上一次回歸在1986年，而下一次回歸將大約在2061年。1986年哈雷彗星迴歸時，人類第一次用太空船詳細觀察彗星，得到了第一手的彗核結構與彗髮和彗尾形成機制的資料。這些觀測支援一些彗星結構的假設，如弗雷德·惠普的「髒雪球」模型比較正確地預測了哈雷彗星是揮發性冰——水、二氧化碳、和氨－和宇宙塵埃的混合物。資料使科學家建立了更準確的模型；例如，哈雷彗星的表面大部分是宇宙塵埃，沒有揮發性物質，並且只有一小部分是冰。軌道計算.哈雷是第一顆被確認的週期彗星。文藝復興之前，多數哲學家認定彗星的本質是地球大氣中的一種擾動，如亞里斯多德所論述的。第谷在1577年推翻這種想法，他以視差的測量顯示彗星必須比月球更遠。許多人依然不認同彗星軌道是繞著太陽，並且假定它們在太陽系內的路徑是遵循直線行進的。1687年，艾薩克·牛頓發表了它的《自然哲學的數學原理》，介紹引力和運動的規律。雖然他懷疑在1680年和1681年相繼出現的兩顆彗星是掠過太陽之前和之後的彗星，使用牛頓運動定律計算木星和土星的引力對彗星軌道的影響。他檢視歷史的紀錄後，發現1682年出現的這顆彗星與1531年彼得魯斯·阿皮亞努斯、1607年克卜勒觀測的彗星的軌道要素幾乎相同。因此哈雷推斷這三顆彗星是同一顆彗星，週期在75-76年之間。在粗略的估計行星引力對彗星攝動後，預測這顆彗星在1758年將會再接近地球。雖然直到1758年12月25日，這顆彗星才被德國的一位農夫和業餘天文學家約翰·格奧爾格·帕利奇觀測到，哈雷的預測是正確的。它受到木星和土星攝動延遲的影響618天，直到1759年3月13日才透過近日點。三位法國數學家亞歷克西·克洛德·克萊羅、熱羅姆·拉朗德和妮科爾-雷娜·勒波特組成的小組，認為這個效果使它提前了一個月回歸。哈雷於1742年逝世，未能活著看見這顆彗星的回歸。彗星迴歸的確認，首度證實了除了行星之外，還有其他的天體繞著太陽公轉。這也是牛頓天體物理學最早成功的預測。1759年，法國天文學家尼古拉·路易·拉卡伊將這顆彗星命名為“哈雷彗星”，以紀念愛德蒙·哈雷的工作。一世紀的猶太天文學家可能已經認為哈雷彗星會週期性出現。提出這理論是注意到在一篇猶太法典的短文中提到：“有一顆星隔70年出現一次，會使船長發生錯誤” 。哈雷彗星的紀錄和聯想.最先和最完備的哈雷彗星紀錄皆在中國；據朱文鑫考證：自秦始皇七年共有29次記錄，並符合計算結果。在歐洲，哈雷彗星的紀錄也十分詳盡，最早的紀錄在前11年，但哈雷彗星迴歸與其他彗星一樣，被眾多迷信的居民聯想成稀罕的災星，與災禍聯絡在一起；1066年4月回歸時，英國剛好遇著諾曼底公爵王朝前的侵略戰爭，當時居民見到彗星高掛的恐懼情況被繪在貝葉掛毯上留傳後世。1066年以前.大業三年三月辛亥，長星見西方，竟天，幹歷奎、婁，至角、亢而沒；至九月辛未，轉見南方，亦竟天，又幹角、亢，頻掃太微、帝座，干犯列宿，唯不及參、井，經歲乃滅。光宅元年九月丁丑，有星如半月，見於西方。《舊唐書·天文志》二年二月丙午夜，彗出東方，長七尺餘，在危初度，西指。戊申夜，危之西南，彗長七尺，芒耀愈猛，亦西指。癸丑夜，彗在危八度。庚申夜，在虛三度半。辛酉夜，彗長丈餘，直西行，稍南指，在虛一度半。壬戌夜，彗長二丈，其廣三尺，在女九度。癸亥夜，彗愈長廣，在女四度。三月甲子朔，其夜，彗長五丈，岐分兩尾，其一指氐，其一掩房，在鬥十度。丙寅夜，彗長六丈，尾無岐，北指，在亢七度。文宗召司天監硃子容問星變之由，子容曰：「彗主兵旱，或破四夷，古之佔書也。然天道懸遠，唯陛下修政以抗之。」乃敕尚食，今後每日禦食料分為十日。其夜彗長五丈，闊五尺，卻西北行，東指。戊辰夜，彗長八丈有餘，西北行，東指，在張十四度。詔天下放繫囚，撤樂減膳，避正殿；先是，群臣拜章上徽號，宜並停。癸未夜，彗長三尺，出軒轅之右，東指，在張七度。端拱二年七月戊子，有彗出東井、積水西，青白色，光芒漸長，晨見東北，旬日，夕見西北，歷右攝提，凡三十日，至亢沒。1145年–1378年.紹興十五年四月戊寅，彗星見東方。丙申覆見於參度。五月丁巳，化為客星，其色青白。壬戌留守張，至六月丁亥乃銷。大德五年八月庚辰，彗出東井二十四度四十分，如南河大星，色白，長五尺，直西北，後經文昌、斗魁，南掃太陽，又掃北斗、天機、紫微垣、三公、貫索，星長丈餘，至天市垣，巴蜀之東，梁楚之南，宋星上，長盈尺，凡四十六日而滅。1910年之回歸.直至1910年回歸時，部分民眾仍對哈雷彗星充滿恐懼。當時經算出來的結果顯示：過近日點後的哈雷彗星彗尾將掃過地球，有報紙故意誇大其恐怖性，稱彗尾中有毒氣會滲入大氣層，並毒死地球上大部份人，正如科學家所預料的，這種情況並未發生。不過，哈雷彗星的光譜分析發現了彗星的彗尾中含有氰，這導致公眾擔心地球透過尾巴時會被氰毒化。不過，由於氰的含量極少，擴散到大氣層後並不足以毒死人。當時有些偏僻村落的人感到異常恐慌，報導稱中歐和東歐甚至有人因此自殺。這次回歸開始，哈雷彗星有了照片和光譜紀錄；是次回歸最早在1909年9月11日被發現，當時彗星光度16等；1910年5月中旬直至月底的彗核亮度達2-3等，5月17日彗尾長達100度，往後更發展至140度之長。由於天文學家已預計5月20日地球經過哈雷彗星的彗尾，這樣引起包括氣象學研究人員對環境的監測。這段時間拍下的彗頭照片顯示彗頭複雜動蕩的結構，並且有暈狀和鳥冠狀的光芒，5月24日彗核中心分為兩個，各被拋物線狀物包圍；當年8月時為9等星，翌年1月時變為13～14等，那次回歸最後觀測紀錄是1911年6月16日。1986年之回歸.哈雷彗星1986年的迴歸是人類有史以來作對它所作的最詳盡的一次觀測，儘管這次迴歸它遠遠沒有以往回歸時那樣的明亮。假如沒有現代的觀測與分析工具，這一次迴歸可能不被人們發現。1982年10月16日美國帕洛馬山天文臺5米反射望遠鏡以CCD率先捕捉到迴歸途中的哈雷彗星，當時光度為24.2等，距離太陽11天文單位，即位於木星及土星之間，暫定名為1982I。由於1910年觀測時沒有計畫，當時各天文臺觀測方法和儀器上沒有互相連系，故沒有良好成果。為更有效協調全球觀測網路，世界各天文臺和天文愛好者之間聯合觀測。以美國噴氣推進實驗室為中心，由美國太空總署贊助，並經國際天文學聯會由22位天文學家組成委員會於1982年8月16日在希臘舉行的國際天文學聯合會第18次全體會議上正式成立「國際哈雷彗星觀測計畫」。計畫有統一的觀測原則，出版規範觀測資料和方法，也考慮資料整理，因此使比較研究更容易。此計畫由1983年10月中旬開始直至1987年末，不間斷的對哈雷彗星觀測。為了觀察哈雷彗星，當時參加這場國際哈雷彗星觀測計畫的國家所屬太空中心中，美國國家太空總署、前蘇聯太空局、歐洲太空總署以及日本宇宙空間研究所發射了七架宇宙探查器，其中由美國發射的ICE、歐洲發射的喬託號、日本發射的先驅號和彗星號以及前蘇聯發射的維加一號和二號，在天文迷中普遍被稱作「哈雷艦隊」。1991年2月，南歐天文臺以1.54米丹麥望遠鏡觀測到哈雷彗星的亮度突然從25等增亮至21.5等，並冒出20角秒的彗髮，這可能是受到一顆小行星的撞擊或者太陽耀斑的激波激發所致。21世紀的觀測.在20世紀最後一次在拍攝中發現哈雷彗星為1994年1月10日，以智利的3.58米新技術望遠鏡還要暗2.5倍之下，也可拍到其影像。2061年之回歸.哈雷彗星的下一次透過近日點發生在2061年7月28日，與1985-1986年回歸相比，這次觀測位置更好，因為彗星將與地球位於太陽系同一側。屆時哈雷彗星最接近地球將是近日點後一天。預計當時亮度為視星等−0.3等，相較之下1986年亮度為僅為視星等2.1等 。 2060年9月9日，哈雷彗星將經過木星0.98 AU範圍內。參考文章、書目., Sky Publishing Corporation, ISBN 978-0-933346-40-6