彗星
huì xīng
彗星是一种沿着拉长轨道绕太阳运行的冰质天体，当阳光使其冰物质汽化时，会形成发光的彗发和彗尾。
Definition
彗星是一个由冰、尘埃和岩石组成、沿着又长又扁的轨道绕太阳运行的天体；靠近太阳时，它的冰物质会转变为气体，形成一团发光的云雾和一条长长的尾巴，这也是彗星被称为脏雪球的原因。彗星的核通常只有几千米大小，运行在高度椭圆的轨道上，远离太阳时处于冻结状态，但靠近太阳时，太阳的热量会使冰物质升华，释放出的气体和尘埃形成一个直径可达数十万千米的彗发，以及一条或两条长达数百万千米的彗尾；短周期彗星来自柯伊伯带，长周期彗星则来自奥尔特云。彗核是一种低密度（$0.3$ 到 $0.6\ \text{g/cm}^3$）的聚集体，由水冰、冻结的二氧化碳和一氧化碳、有机物以及硅酸盐尘埃组成；从约 $3$ 到 $5$ AU处开始的升华作用，会驱动喷气流，其效果甚至能够被测量到对彗星轨道的扰动。辐射压塑造出弯曲的尘埃尾，太阳风的磁场则包裹住被电离的彗发，形成笔直的离子尾。
Example
哈雷彗星大约每 $76$ 年回归一次，上一次出现是在1986年，下一次将在2061年；它的彗核长约 $15\ \text{km}$，轨道范围从金星轨道以内一直延伸到海王星轨道以外。欧洲航天局的罗塞塔号探测器在2014年到2016年间环绕67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星运行，测得其密度约为 $0.53\ \text{g/cm}^3$，孔隙率超过 $70\%$，其水中氘与氢的比例约为地球海水的三倍。
Key Insight
彗尾并不像汽车尾气那样拖在彗星后面：它始终指向背离太阳的方向，所以当彗星向外远离太阳飞行时，其实是尾巴在前运动的。彗星带有两条尾巴：一条是沿着轨道弯曲、呈黄色的尘埃尾，另一条是被太阳风推动、笔直而呈蓝色的离子尾。彗星是外太阳星云的冷冻样本，在 $4.6$ 十亿年间基本没有发生太大变化，它们水中的同位素比例，正是检验地球海洋是否由彗星带来这一假说的证据；罗塞塔号的结果表明，为地球带来大部分水的更可能是小行星，而不是像67P这样的彗星。