彗星：從冰核、彗髮到極端軌道

核心很小，彗髮卻能比地球大

彗核是冰、塵埃與岩石混在一起的多孔小天體，常只有幾公里寬。在寒冷的外太陽系，它反射的光很少，看起來只是暗淡小點。

靠近太陽後，冰直接昇華成氣體，帶起塵粒並包住彗核，形成彗髮。這不是燃燒，也不是高速摩擦；能量來自日照。

兩條尾巴都不是落在彗星後面

帶電氣體受太陽風與行星際磁場影響，形成較直的離子尾，方向大致背向太陽。塵埃受日照壓力推離彗核，還保留原本的公轉速度，因此畫出較彎的塵埃尾。

彗星繞過近日點往外走時，尾巴仍然背向太陽，可能看起來像走在彗核前面。尾巴方向由太陽決定，不是由運動方向決定。

偏心率高，是因為遠日點遠得離譜

橢圓軌道可用近日點 q 與遠日點 Q 描述。偏心率 e=(Q−q)/(Q+q)。當 q 仍在行星區、Q 卻大上幾十到幾萬倍時，分子和分母幾乎相等，e 就非常接近 1。

接近 1 不等於等於 1。e 小於 1 是束縛橢圓，等於 1 是理想拋物線，大於 1 才是雙曲線。觀測弧太短、行星擾動與彗星噴氣都會影響解算，所以不能只看一個四捨五入後的數字就宣布它來自星際。

軌道看起來誇張還有比例尺的原因：若把幾萬 AU 的遠日點和 1 AU 附近的近日點放在同一張線性圖，太陽與近日點會縮成同一個像素。本課因此把軌道形狀和內太陽系局部圖分開畫。

短週期與長週期彗星來自不同儲存區

柯伊伯帶及其散射盤接近太陽系原始盤面，較容易供應低傾角、較短週期的彗星；奧爾特雲則是根據長週期彗星軌道反推的遙遠近球形儲存區，尚未被直接拍到。

形成行星時，大行星的引力把大量冰質小天體散射出去。有些留在外圍，有些進入極遠的束縛軌道；路過恆星與銀河潮汐偶爾改變它們的軌道，把其中一顆送回內太陽系。

同一顆彗星也可能被木星改軌、捕獲或拋離。今天看到的軌道是長期引力遭遇的結果，不是彗星出生時就固定好的細長橢圓。

四顆彗星，各自回答一個問題

哈雷彗星讓人類確認同一顆彗星會週期回返；羅塞塔任務近距離看見 67P 的雙葉彗核與噴流；海爾—波普彗星顯示巨大而活躍的彗星能在很遠處被發現；舒梅克—李維九號則讓人類第一次預測並觀測太陽系天體相撞。

這些案例不能互相替代。週期、表面結構、肉眼亮度和行星撞擊是不同證據，合在一起才構成現代彗星科學。

木星撕碎舒梅克—李維九號，兩年後碎片接連撞上去

軌道重建顯示這顆彗星先被木星暫時捕獲，1992 年 7 月近距離通過時遭潮汐力撕成二十多塊。它在 1993 年 3 月 18 日被發現時，已排成一列碎片。

1994 年 7 月 16 至 22 日，碎片依序撞上木星背向地球的一側。伽利略號直接看見撞擊閃光，哈伯與地面望遠鏡則觀測到高達數千公里的羽流和維持數月的深色疤痕。事件證明巨行星也會被撞擊，但不能簡化成木星總會替地球擋彗星。