对哈雷彗星的揭示

在中国古代著名的典籍《春秋》一书中有这样一条记载:“鲁文公十四年即公元前613年，秋七月，有星孛入于北斗。”“孛”这个字在古文中专指彗星。从公元前613年秋天这一记载中我们了解到，有彗星出现在北斗星附近。据计算，这里记录的就是那颗有名的哈雷彗星在古代的一次回归。

无论是在古代的中国还是外国，天空中一旦出现彗星，都被许多人认为是不祥之兆。可事实说明，后来并没有什么灾难发生。一直到20世纪初哈雷彗星在1911年那次回归时，在欧洲还引起了很大的恐慌，有人甚至忙着写下遗嘱，将财产捐给教会。因为当时已有人计算出彗尾要扫过地球，预言地球可能要面临“灭顶之灾”了。出现恐慌的一个重要原因是当时的天文学家对彗星还没有足够的了解和认识。彗星这个天上的不速之客到底是怎么回事呢？

人类对彗星的认识，可是一个困难重重的道路。在中国长沙马王堆汉墓的出土文物中，曾发现了2000多年前绘制的彗星分类图。其中有20多种不同形态的彗星，并注有彗星、白灌、赤灌、天箭、竹彗、蒿彗、蒲彗等不同的名称。从种类之繁多、形态之丰富的程度来看，无疑是积累了数百年甚至数千年观测资料的结果。这幅普星图是世界天文史上独一无二的珍贵资料。

在人类近代史上对彗星研究作出决定性贡献的是英国天文学家哈雷(1656—1742)。在哈雷之前，人类对有些彗星是沿一定的具有周期性的轨道运行的这一事实一无所知。哈雷是著名科学家牛顿的朋友和同事，他在1682年观测到了这颗彗星之后，研究了在此之前300多年间出现的24颗彗星的观测记录，结果令他十分惊喜:他发现在1531年、1607年和1682年三次出现的彗星，都是间隔约75年。每隔约75年都会有一颗彗星光临地球附近!他开始使用牛顿方法计算这颗彗星的轨道，结果证明它也是在椭圆轨道上绕日运行的天体。每当彗星运行到近日点时，人类就会看到它。哈雷接着提出了他的预言，彗星将在1758年回归。到了1758年12月的圣诞节之夜，彗星果然如期而至了，可惜这时哈雷早已辞世。哈雷的研究使人类对彗星的认识深化了一大步，人们就把这颗每75年左右回归一次的彗星命名为“哈雷彗星”。

由于中国古代文献中关于彗星的记载是全世界最丰富的，在确认了哈雷彗星的75年周期之后，中国和外国的科学家们急切地开始重新查阅中国古代的彗星记录。尽管除了哈雷彗星之外，在历史上还会有很多其他彗星被发现并被记录下来，但有了75年这个周期就好办了，人们可以用每次“上溯”75年的办法辨别某次彗星记录是不是关于哈雷彗星的。经过审慎的研究，中外科学家们惊奇地发现，中国古代关于哈雷彗星的记录，较早的一次不是上述的鲁文公十四年，而从秦始皇七年(公元前239年)开始，一直到清朝宣统二年(1911)，这期间哈雷彗星共回归了29次，时间跨度达2250年。哈雷彗星的每次回归在中国都被记录下来，一次也不缺少。这是不可磨灭的天文成就!

有趣的是，人们对彗星的研究还产生了具有重大意义的“副产品”。中国古代东周以前的那段历史，目前还有不少没有考证清楚的地方，甚至还有一个“断代”，即确定年代的问题。如“武王伐纣”这一商末周初的重大历史事件，究竟发生在哪一年，一直是众说纷纭。我国现代天文学家张钰哲根据史书《淮南子·兵略训》上说的“武王伐纣……有彗星出”及哈雷彗星的75年回归周期，提出了“武王伐纣”应发生在公元前1057年的看法，同时也把中国和世界最早的哈雷彗星回归记录提前了近400年。他的这一看法很有依据，得到了历史学家们的重视。

事实上，在天文学家已确切知道其轨道周期的600颗左右的彗星中，只有20%是短周期彗星，哈雷彗星是属于短回归周期的彗星，其余都是长周期的。在长周期彗星中，最短的周期也在200年以上，而它们的平均回归周期估计达1000万年以上，最长的有3000万年!相比之下，周期最短的是恩克彗星，它是1786年首次被观测到的，每隔3.3年就回归一次。经过分析，短周期彗星也曾是长周期彗星，后来它们运行到某个行星附近时，由于受到行星万有引力的影响，其轨道发生了变化，而“蜕变”成了短周期彗星。

彗星的样子，在人们的印象中总是有一个圆圆的头，后面拖着一条又长又大的尾巴。因此，在中国民间又有“扫帚星”之称。实际上，彗星在运行到远离太阳位置的时候是没有尾巴的，只是在飞到近地点附近时，由于受到太阳辐射出来的“太阳风”压力的影响，才产生了形形色色的“彗尾”。因此，彗尾总是指向远离太阳的那一方。

通过对彗星光谱的研究可以确定它们的化学成分。现已知道彗星上有一氧化碳、二氧化碳、氮、氨、甲烷、氢以及水、钠、钾、铁、铜、镍、钙、有机分子等。由于远离太阳时它们的温度很低，是冻结在一起的团块，因而彗星又称“空间雪球”。

那么它又是从何而来？这如同太阳系起源、地球起源问题一样，对今天的人类来说仍然是个谜。一个有名的假说是关于“奥尔特云”理论的。荷兰天文学家奥尔特在1950年提出，在冥王星轨道之外很远的地方的太阳系边缘地带，有一个由大量彗星聚集而成的“奥尔特云”，但其中的彗星大多数却从来没有在可接近太阳的轨道上运行过。只是因为偶然的原因，在有些“路过”的星体的引力作用下，才把少数彗星推到了可能接近太阳的轨道上。而有可能接近太阳的彗星还会因逐渐汽化等原因在太空中永远消失，比如哈雷彗星每次接近太阳都要损失20亿吨以上的质量。按照这个理论，“奥尔特云”这个“彗星仓库”中至少应该有1000亿颗以上的彗星。

当苏梅克一利维9号彗星(SL9)在它的轨道上和木星相撞时，地球人类真可谓“大饱眼福”了。这次撞击所释放出来的能量，相当于20亿颗原子弹那样多!面对这一事件，人们也难免开始冷静地考虑这样的问题，会不会有一天有一颗彗星跟我们的地球“撞车”呢？那样的话，后果会如何？这对最关心自身安全的地球人来说，真是值得研究的一件大事。