最近，一颗名为12P/庞斯-布鲁克斯(Pons-Brooks)的彗星再次靠近了太阳，亮度也逐渐增长到了接近肉眼可见的程度。拍摄者：杭州市天文学会 諦聽
彗星究竟是什么？该如何观测？正值彗星来临之际，我们来科普一下彗星相关的知识，顺便预报下今年下半年可能出现出现的大彗星。
拍摄者：杭州市天文学会 星野牧歌
拍摄者：杭州市天文学会 天下建筑
最近12P彗星位于仙女座附近，M33边上，在日落后短暂出现于西边的地平线附近，亮度5等左右，你可以用双筒望远镜或是天文望远镜看到它，但由于月相原因最近并不适合观测。接下来一个月左右的时间里，彗星将会离太阳越来越近，直到五月份以后才会在南半球重新容易看见。
彗星是一种绕恒星运转的冰质天体，主要由或致密或松散的冰与尘埃/岩石构成，尺寸通常在数百米至数十公里级别。我们可以看到的彗星均位于太阳系内——因为别的恒星系里的彗星太远了看不见。某种程度上，可以把彗星理解成绕太阳运行的脏雪球(有人还会往雪球里包石块呢，是吧)。
实际上，在海王星的轨道以外的地方，比如柯伊伯带或奥尔特云，充满了这样的冰质天体，但并非所有的冰质天体都是彗星。要成为彗星并成为太阳系里一抹独特的景色，这些冰质天体必须踏上一条冲向太阳的艰辛之路，并最终在烈日的照耀下分崩离析(当然，彗星没有自己的思想，所以它们其实也没得选)。
逐日之路
首先要科普的一点就是，太阳系天体能围绕太阳公转而不会掉进太阳的原因并不是因为它们离太阳太远而不受引力作用，而是因为它们有相对太阳的横向速度(也就是轨道速度)。天体以这个速度绕太阳运行时，太阳的引力与旋转的离心力抵消(或者在惯性参考系中的说法是太阳的引力充当了圆周运动的向心力)就像链球运动员对球的拉力不会把链球拉向自己一样
如今的太阳系已经相对稳定，因此大部分冰质天体都在远离太阳的近圆形轨道上安稳的运行着。但在某些机缘巧合下，有些冰质天体可能会被因为撞击或别的作用而损失自己的轨道速度。如果此时它的速度不足以维持近圆形的轨道，就会开始在太阳引力的作用下向它坠落。轨道也变成了离心率很大的椭圆形。
彗发与彗尾
随着彗星不断接近太阳，来自太阳的光热辐射与粒子流开始加热并蒸发(或升华)彗星的表面。被蒸发出的水蒸气与随之被释放出来的尘埃在彗星本体的作用下围绕在彗星周围，让彗星本体(也被称为彗核)周围出现了一层模糊的晕，被称为彗发。随着彗星逐渐靠近太阳，彗核的蒸发越来越迅速，彗发也变得越来越致密。其中的水蒸气在太阳辐射的作用下被电离成了氢离子与氧离子，而后者给彗星带上了一层蓝绿色的光芒。那么彗星为什么会拖出一条尾巴来呢？直觉告诉我们，当一个长发的人在地球上快速奔跑时，他或她的头发会拖向与运动方向相反的方向。因为周围的空气是静止的，所以如果一个人向东跑，在这个人的参考系里就刮起了向西吹的风。彗星的尾巴是否也是如此？当然不是。太空中是没有空气的，也就是说，如果一艘插着旗子的飞船在太空中匀速飞行，那这面旗帜并不会迎风招展，因为真空中压根就没有风。虽然真空中没有空气运动形成的传统意义上的风，但是还有另一种风，那就是太阳风。太阳风是一种高速带电粒子流，由太阳表面发出，“吹向”远离太阳的方向。虽然太阳风非常稀薄，但随着彗星越来越接近太阳，越来越浓密的彗发还是在太阳风的吹拂下，延伸向了远离太阳的方向，形成了彗尾。也就是说，彗尾并不指向和运动方向相反的方向，而是指向和太阳相反的方向。
彗发里的气体和尘埃被吹离彗发的速度不一样（粒子更大的尘埃更慢），因此在接近太阳时，有些彗星的彗尾会分裂成两条，一条主要由气体和离子组成，偏蓝色的离子尾，和一条主要由尘埃组成，更粗更亮的白色尘埃尾。
随着彗星愈发接近太阳，它表面的物质被愈发快速地剥离到太空中，彗发和彗尾也变得愈发凝实。同时在越来越强的阳光照耀下，彗星在近日点附近达到了前所未有的亮度，足可超过远日点的数亿倍以上。一些较为明亮的彗星可以在天上维持数周的亮度，有些甚至亮到肉眼可以清晰看见。
C/2020 F3 NEOWISE (新智彗星) 拍摄者：Abe Snider
彗星在运行过近日点以后，就会逐渐远离太阳，在这个过程中彗星的尾巴和头发会先后逐渐消失，亮度也会越来越低，直到它再度运行过远日点，开始再次冲向太阳。大部分天体的轨道都相对稳定，彗星也不例外。因此彗星变亮又变暗的周期，也就是它回归的周期，是一个可以被计算出来的固定的时间，通常在十几年到几千年不等。例如著名的哈雷彗星，回归周期大约是76年。来自柯伊伯带的彗星回归周期通常在几十年到上百年左右，而来自奥尔特云的彗星回归周期通常在数千年。就像哈雷没有等来哈雷彗星的再度回归一样，大多数人有生之年都难以见到同一颗大彗星两次，不知应该说是须臾即逝的我们错过了它，还是它错过了须臾即逝的我们呢？也有些时候导致二者彼此错过的原因不在于人类，而在于彗星。上文说过彗星在远离近日点后会逐渐变暗，但这句话的前提是彗星能活过近日点。如果一颗彗星离太阳太近或是本身太小，那它在到达近日点之前就可能在烈日的炙烤下蒸发殆尽，或是分崩离析，正如前几年的两位大彗星候选人一样。哪怕是较大的彗星也会在一次次的回归中变得越来越小，并最终迎来飞蛾扑火般的命运。因此，在天文的时间尺度上，彗星也是一种须臾即逝的天体，几千年后的人类，恐怕只能在历史书中才能一睹著名的哈雷彗星了。
彗星的命名
也别太悲观。彗星终将逝去，但彗星和它发现者的名字将会千古流传。如果你成为了一颗彗星的首次发现者，你们你就可以将自己的名字或者姓氏署在彗星的编号后面，正如12P/庞斯-布鲁克斯彗星的发现者吉恩·路易斯·庞斯和威廉姆斯·罗伯特·布鲁克斯，以及池谷-关彗星的发现者池谷薰和关勉一样。当然，要这么做的一个问题是你要和许多专业机构竞争——而他们都有更大的望远镜，甚至太空望远镜。比如很多彗星都以PANSTARRS、NEOWISE、紫金山或者ATLAS命名，这四个名称并非来自四个狂热的彗星猎手，而是分别代表泛星计划(一个国际天文学合作计划)、NEOWISE太空望远镜项目、中国紫金山天文台和ATLAS小行星预警项目。多少有点欺负人了是吧，不过运气好的话，用大口径望远镜的观测者还是有机会在他们之前发现一颗自己的彗星的，就像前几年那颗莱纳德彗星(C/2021 A1)的发现者G.J.莱纳德一样。
C/2021 A1 Leonard 拍摄者：西西里可、海獭
下半年的大彗星？
实际上，如果运气好的话，今年的下半年有颗大彗星可能点亮北半球的夜空，那就是去年年初刚被发现的C/2023 A3 紫金山-ATLAS彗星(由二者共同发现)，按目前的增亮趋势，这颗彗星将在今年九月底接近近日点，峰值亮度可达0等左右，甚至比前几年著名的新智彗星(C/2020 F3 NEOWISE)更亮。但别太急着兴奋，因为在靠近太阳的途中随时可能出现各种状况，比如前两年预测亮度惊人但先后中道崩殂的C/2019 Y4 ATLAS(预测亮度直超满月但还没过6等就碎了)和C/2020 F8 SWAN彗星(预测亮度也很高但中途就蒸发没了)。这颗新的彗星究竟是会点亮天空，还是会让大家失望呢？继续期待下去吧，只有时间能告诉我们答案。
