哈雷彗星

**哈雷彗星**（正式名稱為 **1P/Halley**）是有名的短周期彗星，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紀錄，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・哈雷最先使用克卜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，而下一次回歸將在 2061 年。

1986 年哈雷彗星回歸時，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。這些觀測支持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周期彗星。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（1680 年大彗星，後來發現他是正確的），但因為他的工作還未完成，因此未將彗星放入他的模型中。牛頓的朋友愛德蒙・哈雷在 1705 年發表《彗星天文學論說》（Synopsis of the Astronomy of Comets），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・帕雷澤西觀測到，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 日才通過近日點。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（與 4 月 13 日有一個月的誤差）。哈雷於 1742 年逝世，未能活著看見這顆彗星的回歸。彗星回歸的確認，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（前 240 年）至清宣統二年（1910 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，但哈雷彗星回歸與其他彗星一樣，被眾多迷信的居民聯想成稀罕的災星，與災禍聯繫在一起；1066 年 4 月回歸時，英國剛好遇著諾曼第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。

### 古老記載

* 前 613 年，《春秋》「秋七月，有星孛入於北斗」。
* 前 240 年，《史記・始皇本紀》「始皇七年，彗星先出東方，見北方；五月見西方，十六日」。[1]（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 。
* 前 164 年後半，巴比倫的粘土板有記錄。 前 163 年 5 月 12 日 漢文帝后元二年己卯正月壬寅《漢書・天文志》「天欃夕出西南」。
* 前 87 年 7 月 10 日 漢昭帝始元二年《漢書・天文志》「孝昭始元中，漢宦者梁成恢及燕王候星者吳莫如，見蓬星出西方天市垣東門，行過河鼓，入營室中」
* 前 12 年 10 月，《新約聖經》有伯利恆之星的說法。前 12 年 10 月 9 日漢成帝元延元年 《漢書・五行志》「元延元年七月辛未，有星孛於東井，踐五諸侯，出河戌北，率行軒轅太微，後六日度有餘，晨出東方；十三日，夕見西方，犯次妃，鋒炎再貫紫宮中；大火當後，達天河，除於后妃之域，南逝度，犯大角攝提，至天市而按節徐行，炎入市中，旬而後西去，五十六日與蒼龍俱伏。」
* 66 年 2 月 20 日漢明帝永平八年《後漢書・天文志》 「永平八年，六月壬午，長星出柳、張三十七度，犯軒轅，刺天船，凌太微，至上階，凡現五十六日去柳。」
* 607 年 3 月，日本書紀有記錄。隋煬帝大業三年 607 3 月 18 日 《隋書・天文志》

大業三年三月辛亥，長星見西方，竟天，干歷奎、婁，至角、亢而沒；至九月辛未，轉見南方，亦竟天，又干角、亢，頻掃太微、帝座，干犯列宿，唯不及參、井，經歲乃滅。

* 684 年 10 月，日本書紀（天武 12 年）有記録。唐武帝后光宅元年 684 10 月 7 日 《新唐書・天文志》

光宅元年九月丁丑，有星如半月，見於西方。

* 837 年 3 月 22 日，即唐文宗開成二年二月丙午，哈雷距地球史上最近的一次。

《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，古之占書也。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。

* 989 年 9 月，日本和中國皆有記録。這一年日本永延三年改元為永祚元年。宋太宗端拱二年 989 9 月 3 日 《宋史・天文志》

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 4 月，日本天養二年改元為久安元年。宋高宗紹興十五年 1145 4 月 18 日 《宋史・天文志》

紹興十五年四月戊寅，彗星見東方。丙申復見於參度。五月丁巳，化為客星，其色青白。壬戌留守張，至六月丁亥乃銷。

* 1301 年 10 月，中國的《元史》中皆有記載。元成宗大德五年 1301 10 月 27 日 《元史・天文志》

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，星長丈余，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（一種毒氣），這導致公眾擔心地球通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（兩者相距只有 0.15 AU），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 年的回歸是人類有史以來作對它所作的最詳盡的一次觀測，儘管這次回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，這一次回歸可能不被人們發現。

1982 年 10 月 16 日美國帕洛馬山天文台 5 米反射望遠鏡以 CCD 率先捕捉到回歸途中的哈雷彗星，當時光度為 24.2 等、暫定名為 1982I。

由於 1910 年觀測時沒有計畫，當時各天文台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絡，世界各天文台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，由美國國家航空暨太空總署贊助，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」（International Halley Watch，IHW）。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、歐洲發射的喬托號、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，南歐天文台以 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（約 20 萬公里）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（New Technology Telescope）觀測。2003 年 3 月 6 日，天文學家以南歐天文台三座 8.2 米 VLT 望遠鏡在長蛇座頭部再次拍到它（81 張照片，共計九小時曝光），距地球 27.26 AU（40.8 億公里），光度 28.2 等；天文學家相信：以現時觀測技術，即使它在 2023 年過遠日點（35.3 AU）還要暗 2.5 倍之下，也可拍到其影像。

### 2061 年之回歸

哈雷彗星的下一次通過近日點發生在 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（147,000,000 公里）範圍內，然後在 2061 年 8 月 20 日經過金星 0.0543 AU（8,120,000 公里）範圍內。

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## 參考資料

## 參考文章、書目

* 《1680 年的大彗星及約翰･佛萊始迪度》作者南政次，『天文通訊』第 34 巻 207 號（1986 年）台北市立圓山天文台出版
* 《哈雷彗星觀測手冊》王德昌等編著，紫金山天文台編輯，四川科學技術出版社 1985 年 10 月初版。書號：13298.58
* 《天文考古錄》P.59─80，朱文鑫著，商務印書館 1933 年 1 月初版
* 《International Halley Watch Amateur Observers' Manual for Scientific Comet Studies

, Sky Publishing Corporation（November 1, 1983）, ISBN 978-0-933346-40-6

* P. Lancaster-Brown. Halley & His Comet. Blandford Press. 1985. ISBN 0-7137-1447-6.
* C. Sagan and A. Druyan. Comet. Random House. 1985. ISBN 0-394-54908-2.

## 外部連結

* Halley's nucleus by Giotto spacecraft（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* cometography.com（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* seds.org
* Orbital simulation（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） from JPL (Java) / Ephemeris（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Donald Yeomans, "Great Comets in History"（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* A brief history of Halley's Comet（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（Ian Ridpath）
* Halley's Comet,12 BC