彗星研究概况与研究意义
1、彗星的探测及结构
在很多情况下，对彗星的观测都是可遇不可求的。

不过，当它划破夜空的时候，每个人都可以只借助自己的双眼一窥其美貌。

截至2018年1月1日，确认的彗星数量已达3999颗。

一般来说，地面观测很难直接看到包裹在明亮彗发中的彗核 ,可见光谱和射电谱观测到的大多是彗星大气的化学成分；而彗星的远紫外、X射线、红外波段的辐射信息则需要到高空大气和外太空进行观测。

下图1列举了目前彗星空间探测的概况。

图1：彗星空间探测概况
约公元前2316年，中国产生了世界上最早的彗星记录。

很多彗星在扁长轨道上绕太阳公转，随着日心距的变化，它的亮度和现状也会发生改变。

彗星的主体结构可分为彗头与彗尾，其中彗头主要包含彗核与彗发，有的还有慧云。

但并不是所有的彗星都有上述结构。

彗星的主体是由冰（主要是 H
2O和CO
2
冰）和各种杂质、尘埃组成的“脏雪
球”——彗核，其大小一般为 1 ～ 40 km, 它的典型质量介于1011∽1016kg，平均密度约1gcm-3，一般所说的彗星的质量与大小，指的便是彗核，它并不像很多恒星与行星那样具有近椭球或球形的形状，大多数彗星的形状并不规则，还可以
通过观测得到的光谱获得它所蕴涵的其他物质的信息。

当彗星处在远离太阳的位置时,它的形态基本与赤裸的彗核一致。

但在彗星绕太阳公转中, 随着接近太阳而受到更多的太阳辐射作用, 彗核表面的冰升华并带出尘埃,形成彗星的大气——彗发,同时发生其它复杂的物理、化学过程。

同时，由于彗核表面不均匀, 某些区域升华更剧烈 ,从而形成“喷流”及包层等近核现象。

由于太阳辐射压和太阳风的影响，彗发中的尘埃和离子往往会形成尘埃彗尾和离子彗尾。

彗发和彗尾的气体受太阳辐射激发而发光(主要是荧光辐射), 因而彗星很亮。

超声速太阳风及其磁场跟彗星大气相互作用 ,在彗星朝太阳侧形成上游弓形激波,紧接着发生复杂的等离子波和粒子过程。

彗星在每次回归中，都会丢失部分物质（0.1% ∽ 1%), 因而彗星的寿命有限, 彗核的分裂以及撞击其它天体则使其衰亡更快。

彗星尘埃散布在其轨道附近,成为流星群 ;当它们闯入地球大气, 就发生烧蚀而呈现出蔚为壮观的流星雨。

彗星轨道常为极扁的椭圆（又称周期彗星），也有些是抛物线或双曲线（这两者又称非周期彗星）。

根据周期彗星周期的不同，又分为短周期彗星（周期<200年）和长周期彗星（周期>200年）。

2、彗星的起源与演化
彗星的不稳定性表明它不可能是在离太阳很近的地方形成的。

虽然不同彗星的形态、质量、轨道等有很大差异，但它们有一个共同的特征：皆含冰（水冰和其他不稳定成分）和尘埃。

在彗星尘粒中，还发现了硅酸盐、非常不稳定的CHON
粒子以及非常耐熔的家属。

探测到的彗星中最不稳定的成分是S
2、N
2
+和CO。

如果
这些气体是直接冷凝的，那么可以结合它们的冷凝温度（S
2:20K;N
2
:22K;CO:25K）
来估计彗星形成区域的最高环境温度（小于约等于30K），在相应的太阳系星云中，所处位置的半径应大于20AU（天王星之外）。

现今公认的彗星的来源地有两个，即柯伊伯带（Kuiper Belt Objects，KBOs，30-50AU）与奥特云（Oort Cloud，OC，50000-100000AU）。

近年来，诸多科学研究表明，小行星带为第三个可能的彗星来源地。

主带彗星起源于小行星主带，与其他两类彗星不同之处在于它产生于小行星带，由于受到碰撞而激活。

图2：柯伊伯带与奥特云相对位置示意图
由于彗星包含许多挥发性物质，在其飞跃近太阳的时候，会蒸发掉许多物质，所以它的寿命很有限，大部分最后演变为惰性岩石。

也有许多彗星在与其他星体的碰撞中陨落
3、 彗星的命名和研究意义
自1995年1月1日，使用彗星命名新体系，除了以发现者名字命名外，同时用符号C/加上发现的年、半个月符号（依次大写拉丁字母）及数字（表示在那半个月发现的第几颗）例如C/2017 E2(Tsuchinshan)， 表示2017年3月1日发现。

对于其命名最前面的字母，有如下规定：P/ 表示短周期彗星（<200年）；C/ 表示其他彗星；A/ 表示以彗星命名但似乎是小行星的；X/ 表示未算出可靠轨道的彗星D/ 表示灭绝的（已知不存在的）。

首先，可以通过对彗星的空间探测、陨石和光谱的分析得到彗星的大小、形状、结构、轨道、物质构成等基本的物理和化学特性。

由于彗星可能产生于太阳系形成早期，而在后续的演化过程中，由于它们离太阳较远，所受到的太阳辐射作用和引力作用较小，故而可以长久地处于低温状态下，尤其是彗核内部的演化程度很小，较多地保留了太阳系形成早期的遗迹和信息，是太阳系最古老天体。

从彗星物质可能得到太阳系原始星云的颗粒和初始凝聚物的遗迹，跟小行星、卫星、行星物质的比较研究可以了解行星因而太阳系的形成和演化过程，从而有助于探索地球起源和演化。

通过对其探测，或能更好地解释太阳系的形成，也使得对于太阳系未来的预测更加准确。

再者，近年来许多科学研究结果表明，地球上的水可能是由彗星带来的。

而且，研究还发现彗星含有复杂的有机物，这或许可以为地球生命的起源提供一种新的解释。

通过研究与模拟彗星的轨道特性，不但可以反演出相应的动力学模型，而且对于防范彗星撞地球事件的发生至关重要。