彗星，时间之梭

刘丰源

“彗星”，一幅场景随着这个词显现：黑暗的夜空中一颗核心璀璨，丝绸般的尾巴光芒四耀地扫过诸星。安徒生在小说《彗星》里写一位老人，随彗星降生与逝去：“若你留心人和事，你会看到他们总是再回来。同一个故事以前发生过，以后还会再发生。正如彗星，它飞进太空，消失若干年，但它总会归来。”

而彗星科学的轮回，要从400年前讲起。

古代的天文革命，常以彗星为肇始。1577年，一颗大彗星“尾如弯弓，亮如闪电，映亮了苍穹和大地”（《爱尔兰王国志》），从金星飞到土星的轨道，自由地穿过行星之间。丹麦天文学家第谷·布拉赫借此证据，一举推翻了亚里士多德那水晶般不可穿透的天球假说。

天体不再依附于天球，它们的运动需要一个理由。1682年，一颗大彗星现身于英国天文学家埃德蒙·哈雷的婚礼。它那狭长的椭圆轨道，后来印证了牛顿的理论：是引力，让天体周期运转。

从哈雷彗星开始，将近200年内，彗星研究一直都是天体力学的主场。彗星掠过大行星，提供了复杂的轨道计算情形。然而，对于彗星的物理本质，人们却所知甚少。它们离太阳远时小，离太阳近时又陡然变大；看似坚固，经受的理论温度却连宝石都能熔化；源源不断地喷出尾迹，每次返回时自身却维持原样……

19世纪60年代，天文学家终于获取了几颗小彗星的光谱。1868年，庞斯-温内克彗星那显著的“史万条带”的形状，证明了彗星上存在着炽热的碳蒸气。差不多同一时期，狮子座流星雨和英仙座流星雨被证明与坦普尔-塔特尔彗星和斯威夫特-塔特尔彗星的轨迹分别吻合。彗星与流星雨，这两种典型的神秘天象，居然同源同宗。

然而，在此时，彗星的面纱朦胧依旧，从古时流传下来的凶恶迷信依然在民间流传。

1910年，一颗大彗星降临夜空。它的光芒刺破黎明，尾迹横亘四分之一个天空，被称为“白昼彗星”。俄罗斯的农民中弥漫着一阵恐慌，他们因此以为远东大战即将来到。这年5月，哈雷彗星回归。法国科学家卡米伊·弗拉马利翁宣称，地球穿过它的尾迹时，人类会被其中的氰化物灭绝。一时间，防毒面具和药物脱销，主妇在门缝里塞上布条，民众在街道上跪着祈祷。美国文豪马克·吐温说：“1835年，我和哈雷彗星一起来到人世。它再次出现时，我们会一起离开。”彗星过近日点的第二天，他便溘然长逝。

不过，天象到底只是宇宙无意识的活动，正如莎士比亚在《尤里乌斯·恺撒》中所讽：“乞丐死时，并无彗星出现；诸天也为王公而燃烧。”随着20世纪中期彗星物理的革命，人们意识到了彗星平凡而冷酷的本质。

1950年，美国天文学家弗雷德·惠普尔发表论文，证明彗核其实不过是“冰聚合物”——临近太阳时，冰块升华，产生表面蓬松的彗发；冰块冻住的碎屑也随之脱落、被吹走，沿轨道一路留下反射阳光的尘埃尾巴。

同在20世纪50年代，人类首次探测到了太阳风的存在，那是每秒数百千米的带电粒子流。德国天文学家路德维希·比尔曼强调，太阳所喷出的这澎湃的风，也吹动着彗星释放的气体。气体被激发成等离子态，受太阳风磁场的约束，笔直地背离太阳的方向，与尘埃尾岔开，形成离子尾。

在惠普尔的论文发表的同年，荷兰天文学家扬·奥尔特分析了数十颗长周期彗星的轨道，发现它们都会飞至约两万倍于地球轨道半径的地方，那里应该有一片更大的彗星之海。这片球形的奥尔特云包裹着整个太阳系，里面充满了冰成分的微行星，储存着超过1万亿颗彗星的原材料。又过了一年，荷裔美籍天文学家杰拉德·柯伊伯提出，在海王星之外还有一片区域，游荡着许多冰质小天体，这条柯伊伯带也应当是彗星的产地之一。

倏忽之间，现代彗星科学的框架建立好了。

到20世纪60年代为止，供科学家研究的大部分彗星都是目视发现的。由于彗星像行星一样绕日运动，人们刚发现它时，彗头往往只是一粒小光点；随着轨道接近太阳，一天一天逐渐明亮。直至到达近日点时，渺小的固态彗核被大气遮住，彗发延伸，在身后展开成两条彗尾：长而直的离子尾发着或蓝或绿的荧光，宽阔而弯曲的尘埃尾弥漫出一条黄色的光带。

日本的彗星业余观测尤为狂热。整个20世纪，日本的“彗星猎手”人数相当于全世界其他地区的总和。1965年，著名爱好者池谷薰和关勉发现了“池谷-关彗星”。它属于一类轨道接近太阳的族群——克鲁兹族，预测将会受到太阳极强的影响。果不其然，一个多月后它通过近日点时，亮度达到了满月的60倍之多，晴朗的白天也能清楚看见。

这颗20世纪最亮的彗星，更激发了日本民众的寻彗热情。甚至在一夜之间，就有5人独立发现了同一颗彗星。

而在20年后，中国将掀起同样的热潮。

1983年，詩人北岛写下诗句：“其实难以想象的/并不是黑暗，而是早晨/灯光将怎样延续下去/或许有彗星出现/拖曳着废墟中的瓦砾/和失败者的名字/让它们闪光、燃烧、化为灰烬……”一年后，哈雷彗星再次回归。

在哈雷名气的加持下，中国大地上掀起了彗星观测的狂潮。仅在北京一地，就有超过13万人次参与寻彗。下到4岁的孩子，上到耄耋老人，各种彗星摄影比赛举办得如火如荼，知识竞赛和讲习培训班遍地开花，甚至连小商贩都摆出望远镜招徕生意。中学生们加入“全国青少年赴海南三亚观测队”，在鹿回头景区竖起“青少年哈雷彗星观测纪念碑”。天津、青岛，云南、贵州……这场轰轰烈烈的彗星观测运动，让许多人结下了与天文事业相关的缘分。

对业余观察者来说，这次哈雷彗星得出现算不上惊艳；但对天文研究而言，它韵味深长。整个20世纪70年代，彗星学家主要关注彗星的化学成分。新研制的高分辨率光谱仪，识别出一种又一种离子与自由基。特别是在1973年的柯侯德彗星和1969年的贝内特彗星身上，首次定量确认了水分子的存在。

然而，什么都比不上一场亲密接触更让人激动。哈雷彗星到访地球的前一年，“国际彗星探索者（ICE）”飞船飞近贾可比尼-秦诺彗星8000千米处，成功拍摄了离子尾。一年后，苏联的织女星一号、织女星二号，日本的彗星号、先驱者号，欧洲的乔托号，5台飞船组成“无敌舰队”，一齐飞临哈雷彗星。乔托号直逼近到600千米，拍摄了首张近距离彗核照片。国际哈雷彗星联测组织（IHW）亦协调地基望远镜进行联合观测，获取了从紫外到射电的齐全光谱。

人类从未如此清晰地观察过彗星。彗核上的坑洞与隆起，彗发的喷流与壳层，甚至是尘埃微粒的大小都被看得一清二楚。惠普尔的“脏雪球”模型所言不虚，彗星携带了太阳系原初的信息。更重要的是，地基和空基联合观测，校准了此前难以消除的大气干扰。法国彗星学家费斯托深情地写道：“未来的彗星学家必将‘哈雷前和‘哈雷后称为两个时代，就像历史学家划分中世纪与文艺复兴一样！”

哈雷联合观测之后没几年，太阳系内又发生一起重大事件。1993年，天文学家尤金·苏梅克、卡罗琳·苏梅克和大卫·列维使用加州帕洛马天文台望远镜观测近地天体，发现了一颗围绕木星运转的彗星——苏梅克-列维9号彗星。天文学家估计它数十年前就被木星捕获，更重要的是，根据预测，它可能很快就会与木星相撞。

这无疑令人振奋——在此之前，还没有人见过天体碰撞。1994年，被潮汐力扯成碎片的苏梅克-列维9号彗星撞向木星，释放出恐怖能量，在木星上留下比地球还大的伤痕。一场盛宴！研究太阳系演化的天文学家喜不自禁。

然而在社会上，“小行星灭绝恐龙”的理论刚流传开，“彗木相撞”无疑加深了人们对灭世事件的印象。不出几年，一系列以彗星为主角的灾难电影上映：《毫无预警》《天地大冲撞》《世界末日》……科学已经将彗星的超自然象征瓦解，但根植人心中的恐慌，仍急切地在这强大的天体身上寻找寄宿。千禧年即将来到，“灭世危机”的宣传方式甚嚣尘上：坠毁的外星飞碟、可怕的黑洞、爆炸的太阳……故弄玄虚虽一时吸引了眼球，科技的美感却被彻底丢掉。

1997年，又一颗数十年不遇的大彗星出现——海尔-波普彗星。它保持18个月肉眼可见，创造了历史纪录。就算身处光污染严重的城市，也能轻易地分辨出分岔的彗尾。作家八月长安在《时间的女儿》中回忆：“全地球人都能在晴朗的夜晚清晰地看到它长长的尾巴，像铁臂阿童木不小心遗落了一只喷射引擎。我虔诚地抬头看着它，觉得自己就是被选中的孩子……海尔-波普是为我而来。”

那时网络时代刚刚起步。天文摄影登陆线上，NASA（美国航空航天局）官方网站开启了“每日天文一图”栏目，牧夫天文论坛也在不久后创立。“Z世代”以一种全新的角度仰观天象。彗星观测的局面，也将被变迁的技术彻底改变。

20世纪90年代起，望远镜元件愈发灵敏。广阔的深空，也由IRAS（红外天文卫星）、SOLWIND（太阳风号）这样的卫星进一步覆盖。新发现的彗星越来越小、越来越暗。19世纪时，98%的彗星都由目视发现；到了20世纪90年代，这个数字已经降到了30%。即便是由少数爱好者发现的彗星，之后专业天文台也提供了颠覆性的图像。例如，1996年由爱好者发现的百武彗星，在伦琴X射线卫星下显示出了空前强烈的X射线辐射。

1995年，SOHO（太阳和太阳圈探测器）发射升空，25年间发现了4000颗彗星，超过了有史以来人类发现彗星的总和。充沛的数据使得统计性工作得以更好展开，彗星演化研究上了一个新台阶。2013年，WISE（广域红外线巡天探测卫星）转向观测近地天体，4年内发现了3.4万颗彗星。在地面上，ALMA（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列）、NOEMA（北方扩展毫米阵列）等大型射电阵列也建设了起来，它们以前所未有的分辨率和观测效率注视着彗星，在其中分辨出若干复杂的形态与成分，甚至包括乙醇和多糖分子。彗星非但不是死神，还有可能是地球生命诞生的源泉。

2004年，星尘号探测器飞近瓦尔德2号彗星，首次将彗发样本采回地球。2005年，深度撞击号将坦普尔1号彗星撞出超过百米宽的大坑，全世界的望远镜首次见证了彗星的内部结构。2014年，罗塞塔号探测器首次受控著陆在楚留莫夫-格拉希门克彗星，如同飞蚁落上了一颗出膛的子弹，嗅探其上的物质成分……甚至，在遥远的鲸鱼座49、仙女座2等恒星的身畔，我们都发现了绕着它们运转的彗星。

彗星降临，伴随着欢呼和愈发浓厚的奇幻色彩：它可以是小说《冰与火之歌》中，预示着龙之降生的“红信使”；可以是电影《彗星来的那一夜》中，令众人惊魂不定的闲聊八卦；还可以是动画《你的名字》里，少男少女跨越时空、互换身体的冥冥注定……

2020年新智彗星来临时，历史上有关彗星的惊骇与不安仿佛从未存在过。流媒体滚动的碎片中，浮动着夜色的震撼与浪漫。星空摄影大赛中，彗星光芒笼罩着鳞次栉比的楼宇，勾勒出模特精致的脸庞。

这颗彗星，是无尽天火中的一粒火星。300年前，也曾有这样的彗星，披甲的骑士曾伴它浴血拼杀，戴假发的学士曾对着它冥思苦想；100年前，也曾有这样的彗星，让穷苦的农民惊慌失措，让虔诚的信徒跪地祈祷；几十年前，也曾有这样的彗星，照亮了彷徨游子的诗思，点缀着青春少女的心事，映衬出芸芸众生的奔忙……

在天文时间的维度上，这地球白云苍狗。渺渺宇宙中，笼罩2光年的太阳引力场下，1万亿颗彗星展开双尾，如梭游荡。