一生的等待：哈雷

2012-06-25肖东

飞碟探索 2012年2期

■肖东

说到彗星，就不能不谈谈哈雷彗星。哈雷彗星（正式的名称是1P/Halley）是最著名的短周期彗星，每隔75年或76年就能从地球上看见，哈雷彗星是唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期彗星，也是人一生中唯一可能以裸眼看见两次的彗星。其他能以裸眼看见的彗星可能会更壮观和更美丽，但那些都是数千年才会出现一次的彗星。

至少在公元前240，或许在更早的公元前466年，哈雷彗星返回内太阳系就已经被天文学家观测和记录到。在中国、巴比伦和中世纪的欧洲都有这颗彗星出现的清楚记录，但是当时并不知道这是同一颗彗星的再出现。这颗彗星的周期最早是英国人爱德蒙·哈雷测量出来的，因此这颗彗星就以他为名。哈雷彗星上一次回归是在1986年，而下一次回归将在2061年。

在1986年回归时，哈雷彗星成为第一颗被太空船详细观察的彗星，提供了第一手的彗核结构与彗发和彗尾形成机制的资料。现在我们知道哈雷彗星的表面主要是布满尘土的，没有挥发性的物质，并且只有一小部分是冰。

哈雷是第一颗被确认的周期彗星。直到文艺复兴之前，哲学家们一致认定彗星的本质是如亚里士多德所论述的，是地球大气中的一种扰动。这种想法在1577年被第谷推翻，他以视差的测量显示彗星必须在比月球之外更远的地方。许多人依然不认同彗星轨道是绕着太阳，并且假定它们在太阳系内的路径是遵循直线行进的。

在1687年，艾萨克·牛顿发表了他的《自然哲学的数学原理》，他在其中简略介绍了引力和运动的规律。虽然他一直怀疑在1680年和1681年相继出现的两颗彗星是掠过太阳之前和之后的彗星（后来发现他是正确的），但他对彗星的工作还未完成，因此未将彗星放入他的模型中。最后，是牛顿的朋友，编辑和出版者爱德蒙·哈雷使用了牛顿新的规律来计算木星和土星的引力对彗星轨道的影响。他的计算使得他在检视历史记录后，有能力确定在1682年出现的第二颗彗星和1531年（由阿皮昂观测）、1607年（由约翰·开普勒观测）出现的彗星有着几乎相同的轨道要素。哈雷因此推断这三颗彗星事实上是同一颗彗星每隔76年来一次，周期在75年～76年之间修正。在粗略估计行星引力对彗星的扰动之后，他预测这颗彗星在1758年将会再回来。直到1758年12月25日这颗彗星才被德国的一位农夫和业余天文学家约翰·帕利奇观测到，证明了哈雷的预测还是正确的。它受到木星和土星扰动的影响，延迟了618天，直到1759年3月13日才通过近日点。由三位法国数学家组成的小组，认为这个效果使它提前了一个月回归（与4月13日有一个月的误差），但是哈雷于1742年逝世，未能活着看见这颗彗星的回归。彗星回归的确认，首度证实了除了行星之外，还有其他的天体绕着太阳公转，这也是最早对牛顿物理学测试和解释能力的一个清楚的示范。

■1910年首次拍摄到的哈雷彗星照片

在1759年，法国天文学家尼可拉·路易·拉卡伊将这颗彗星命名为哈雷彗星，以显示对哈雷的尊敬。

在1世纪的犹太天文学家可能已经认为哈雷彗星是有周期性的。在一篇犹太法典的短文中提到“有一颗星隔70年出现一次，会使船长发生错误”。

最先和最完备的哈雷彗星记录皆出自中国。据考证，自秦始皇七年（公元前240年）至清宣统二年（1910年）共有29次记录，并符合计算结果。

在欧洲，哈雷彗星的记录也十分详尽，最早的记录在公元前11年，但哈雷彗星回归与其他彗星一样，往往被众多迷信的民众联想成稀罕的灾星，跟恐慌与灾祸扯上关系。以下是一些历史记录：

公元前613年，中国《春秋》“秋七月，有星孛入于北斗”。

公元前240年，中国《史记·始皇本纪》“始皇七年，彗星先出东方，见北方；五月见西方，十六日”。

公元前164年后半，巴比伦的黏土板有记录。

公元前12年10月，《新约圣经》有伯利恒之星的说法。

607年3月，日本书纪有记录。

684年10月，日本（天武12年）有记录。

989年9月，日本和中国皆有记录，这一年日本永延三年改元永祚元年。

1145年4月，日本天养二年改元为久安元年。

1301年10月，日本的《镰仓年代记》、中国的《元史》中皆有记载。

直至1910年哈雷彗星回归时，尽管已是工业化的社会，人们仍对哈雷彗星充满恐惧。当时计算出来的结果显示：过近日点后的哈雷彗星彗尾将扫过地球，有些报纸故意夸大其恐怖性：彗尾中有毒气渗入大气层，并毒死地球上大部分人。实际上彗尾中的气体是陨星自然产生，不会毒死人类。当时有些偏僻村落的人们感到异常恐慌，有报道在中欧和东欧甚至有人因此自杀。

从1910回归开始，哈雷彗星有了照片和光谱纪录。这次回归最早是在1909年9月11日被发现，当时彗星光度16等，1910年5月中旬直至月底的彗核亮度达2等～3等，5月17日彗尾长达100度，往后更发展至140度之长。由于天文学家已预计5月20日地球经过哈雷彗星的彗尾（两者相距只有0.15 AU），这样引起包括气象学研究人员对环境的监测。这段时间拍下的彗头照片显示彗头复杂的结构，并且有晕状和鸟冠状的光芒，5月24日彗核中心分为两个，各被抛物线状物包围。当年8月时为9等星，翌年1月时变为13等～14等，那次回归最后的观测纪录是1911年6月16日。

哈雷彗星1986年初回归时，人类对它做了最详尽地观测。1982年10月16日率先被美国帕洛马山天文台5米反射望远镜以CCD拍摄到，当时光度为24.2等，当时暂定名为1982I。

由于1910年观测时没有计划，当时各天文台观测方法和仪器上没有互相联系，故没有良好成果。为更有效协调全球观测网络、世界各天文台和天文爱好者之间联合观测，以美国喷气推进实验室为中心，由美国航空航天局赞助，并经国际天文学联会同意，由22位天文学家组成委员会于1982年8月16日在希腊举行的国际天文学联合会第18次全体会议上正式成立“国际哈雷彗星观测计划”。计划有统一的观测原则，出版规范观测资料和方法，也考虑资料的整理，因此使比较研究更容易。此计划由1983年10月中旬开始直至1987年末，持续对哈雷彗星进行观测。

为了进一步观察哈雷彗星的详细情况，当时参加这场国际哈雷彗星观测计划的国家的所属机构中，美国航空航天局、苏联太空局、欧洲空间局以及日本宇宙空间研究所发射了7架宇宙探查器，其中由美国发射的ICE、欧洲发射的“乔托”号、日本发射的“先驱”号和“彗星”号以及苏联发射的“维加一”号和“维加二”号在天文迷中普遍被称做“哈雷舰队”。

1991年2月，欧洲南方天文台使用1.54米丹麦望远镜观测到哈雷彗星的亮度突然从25等增亮至21.5等，并出现20角秒（约20万千米）的彗发，这估计是受到一颗小行星的撞击或者太阳耀斑的激发所致。

20世纪最后一次拍摄中发现哈雷彗星是在1994年1月10日，是由智利的3.58米新技术望远镜观测到的。2003年3月6日，天文学家以南欧天文台3座8.2米VLT望远镜在长蛇座头部再次拍到了它（共有81张照片），距离地球27.26 AU（40.8亿千米），光度28.2等。天文学家相信，以现时观测技术，它在2023年过远日点（35.3 AU）时也可拍到其影像。

哈雷彗星下次过近日点为2061年7月28日。