Komet Halley
Struktur dan komposisi

Misi Giotto dan Vega memberikan peneliti planet gambar pertama permukaan dan struktur Halley. Seperti semua komet, seiring Halley mendekati Matahari, senyawa volatil komet (yang memiliki titik didih rendah, seperti air, karbon monoksida, karbon dioksida dan es lain) mulai menyublim dari permukaan nukleus. Ini menyebabkan pembentukan koma komet, atau atmosfer, yang melebar hingga 100.000 kilometer (62.000 mi). Penguapan es kotor ini melepaskan partikel debu, yang keluar bersama gas menjauhi nukleus. Molekul gas dalam koma menyerap cahaya surya dan kemudian memancarkannya kembali dengan panjang gelombang yang berbeda, berupa fenomena fluoresensi, sementara partikel debu menyebarkan cahaya surya. Kedua proses tersebut membuat koma dapat dilihat. Seiring sebagian kecil dari molekul gas dalam koma diionisasi oleh radiasi ultraviolet surya, tekanan dari angin surya, yaitu pancuran partikel bermuatan dari Matahari, menarik ion-ion koma keluar menjadi ekor yang panjang, yang mungkin memanjang hingga lebih dari 100 juta kilometer ke angkasa. Perubahan aliran angin surya dapat menyebabkan kejadian pemutusan, dimana ekornya memisah penuh dari nukleus.
Walaupun komanya besar, nukleus Halley relatif kecil: panjangnya hanya 15 kilometer (9,3 mi), lebarnya 8 kilometer (5,0 mi) dan mungkin tebalnya 8 kilometer (5,0 mi). Bentuknya samar-samar menyerupai kulit kacang. Massanya relatif rendah (kira-kira 2.2 × 1014 kg) dan kepadatan rata-ratanya sekitar 0,6 gram per sentimeter kubik (0,35 oz/cu in), yang menunjukkan bahwa ia terdiri dari banyak puing-puing kecil yang terkumpul sangat longgar, membentuk struktur yang dikenal sebagai tumpukan puing. Pengamatan kecerahan koma di permukaan bumi mengusulkan bahwa periode rotasi Halley sekitar 7,4 hari. Gambar-gambar yang diambil oleh berbagai wahana angkasa, bersama dengan observasi pancaran dan cangkang, mengusulkan periode 52 jam. Mengingat bentuk nukleus yang tidak beraturan, rotasi Halley kemungkinan kompleks. Walaupun hanya 25% permukaan Halley digambarkan secara detail selama misi terbang lintas, gambarnya mengungkapkan topografi yang sangat bervariasi, dengan bukit-bukit, gunung-gunung, berbagai punggung bukit, depresi-depresi, dan setidaknya satu kawah.
Halley adalah komet periodik yang paling aktif; komet lain, seperti Komet Encke dan Komet Holmes, satu atau dua tingkat besaran kurang aktif. Sisi siang kometnya (sisi yang menghadap Matahari) jauh lebih aktif daripada sisi malam. Observasi dari wahana angkasa menunjukkan bahwa gas yang dikeluarkan dari nukleus berupa 80% uap air, 17% karbon monoksida dan 3–4% karbon dioksida, dengan sisa hidrokarbon walaupun sumber yang lebih baru memberikan angka 10% karbon monoksida dan menunjukkan sisa metana dan amonia. Partikel debu ternyata terutama berupa campuran senyawa karbon–hidrogen–oksigen–nitrogen (CHON) yang umum tersedia di Tata Surya luar, dan silikat, seperti yang ditemukan dalam batu terestrial. Ukuran partikel debu menurun hingga batas deteksi (≈0.001 µm). Rasio deuterium dengan hidrogen dalam air yang dilepaskan oleh Halley awalnya dianggap mirip dengan yang ditemukan dalam air laut Bumi, yang mengusulkan bahwa komet jenis Halley mungkin mengirim air ke Bumi pada masa lampau. Pengamatan selanjutnya menunjukkan bahwa rasio deuterium Halley jauh lebih tinggi daripada yang ditemukan pada laut Bumi, sehingga komet tersebut hampir tidak mungkin menjadi sumber air Bumi.
Giotto memberikan bukti pertama yang mendukung hipotesis "bola salju" Fred Whipple untuk pembuatan komet; Whipple berpostulasi bahwa komet adalah objek ber-es yang dihangatkan oleh Matahari seiring mereka mendekati Tata Surya dalam, menyebabkan es di permukaannya untuk menyublim (berubah langsung dari padat ke gas), dan pancaran bahan volatil untuk meletus keluar, membuat koma. Giotto menunjukkan bahwa model ini benar secara luas, walaupun dengan perubahan. Albedo Halley, misalnya, sekitar 4%, artinya ia merefleksikan hanya 4% sinar matahari yang mengenainya; sekitar apa yang diharapkan untuk batu bara. Jadi, walaupun terlihat putih mengilap kepada pengamat di Bumi, komet Halley sebenarnya berwarna hitam pekat. Suhu permukaan "es kotor" yang menguap berkisar antara 170 K (−103 °C) pada albedo tinggi hingga 220 K (−53 °C) pada albedo rendah; Vega 1 menemukan suhu permukaan Halley berada di antara 300–400 K (27–127 °C). Ini mengusulkan bahwa hanya 10% permukaan Halley yang aktif, dan bagian-bagian besarnya dilapisi lapisan debu gelap yang menahan panas. Bersama-sama, pengamatan tersebut mengusulkan bahwa Halley sebenarnya sebagian besar terdiri dari bahan non-volatil, dan dengan demikian lebih mirip dengan "bola kotor bersalju" daripada "bola salju kotor".