出品：科普中國(guó)

作者：序列號(hào)

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

早在千百年前，科學(xué)技術(shù)尚不發(fā)達(dá)、對(duì)宇宙星辰奧秘地探索也尚不成熟的時(shí)候，古人就已關(guān)注到天空中偶然會(huì)出現(xiàn)、不同尋常的怪異天體——彗星，甚至還會(huì)將彗星的出現(xiàn)和國(guó)運(yùn)掛鉤，并將其稱作“掃把星”。

不過，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們對(duì)于彗星已經(jīng)有了更加深刻的了解。

截至目前，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的彗星有4446顆，而根據(jù)科學(xué)家推測(cè)，在彗星的“老家”——遙遠(yuǎn)的奧爾特云附近，有約一兆顆（1后面12個(gè)0）彗星在游蕩。

然而，每年能夠用肉眼直接觀測(cè)到的大彗星卻屈指可數(shù)。

這是因?yàn)楸姸噱缧侵?，要么距離太遠(yuǎn)，壓根找不著，要么需要借助專業(yè)望遠(yuǎn)鏡，才能勉強(qiáng)拍到。如今的彗星早就不再是令人聞風(fēng)喪膽的“掃把星”，而是成為了天文愛好者們競(jìng)相追逐的“明星”，普通人也期待著能夠有機(jī)會(huì)一睹“芳容”。

幸運(yùn)的是，最近，一顆綠色彗星正在“逼近”地球，預(yù)計(jì)于北京時(shí)間2月2日經(jīng)過近地點(diǎn)。

對(duì)于這顆即將近距離造訪地球的天外來客，想必大家一定會(huì)有很多問題——它的名字C/2022 E3(ZTF)是怎么來的？它看起來究竟是什么樣子？五萬年一遇的大彗星怎么觀測(cè)才好？……別急，看到這篇文章的“小朋友”，你不必有太多問號(hào)啦！

一萬年太久，只爭(zhēng)朝夕！今天，我們就一起了解這顆2023年度最值得關(guān)注的大彗星——C/2022 E3(ZTF)（以下簡(jiǎn)稱E3彗星）。

“身世”揭秘：從小行星到亮彗星

彗星的命名有一定的規(guī)律可循，通過E3彗星的編號(hào)，我們可以大致了解其“身世”。

C/2022 E3(ZTF)，字母C代表非周期彗星或周期大于200天的彗星，而短周期彗星則用P表示。例如，第一顆被確認(rèn)周期的哈雷彗星被命名為1P/1682 Q1。

對(duì)于此次的C/2022 E3(ZTF)彗星，2022代表彗星被發(fā)現(xiàn)的年份，E3中的E代表發(fā)現(xiàn)月份，按規(guī)定以每半個(gè)月為單位，用英文字母表示發(fā)現(xiàn)月份，E3即表示三月上半月所發(fā)現(xiàn)的第3顆彗星。括號(hào)中的ZTF則代表了發(fā)現(xiàn)這顆彗星的設(shè)備——茲威基暫現(xiàn)源巡天（Zwicky Transient Facility）。

發(fā)現(xiàn)E3彗星的望遠(yuǎn)鏡

圖片來源：ZTF官網(wǎng)

天文學(xué)家于2022年3月2日在ZTF所拍攝的照片中最先發(fā)現(xiàn)了一個(gè)移動(dòng)的小點(diǎn)，由于看不清細(xì)節(jié)，起初該小點(diǎn)被認(rèn)為是一顆未知的小行星。然而，隨后在更多望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)時(shí)間曝光拍攝的圖像中，人們辨識(shí)出了一些彗星的結(jié)構(gòu)，才得以為E3彗星“驗(yàn)明真身”。

由此，地面望遠(yuǎn)鏡也開始了對(duì)這顆彗星的持續(xù)監(jiān)測(cè)工作。隨著時(shí)間的推移，E3彗星慢慢靠近太陽，幸運(yùn)地保全了自身結(jié)構(gòu)，其亮度也穩(wěn)步爬升。

E3彗星亮度隨時(shí)間變化曲線

圖片來源：COBS

2022年底，科學(xué)家根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)推測(cè)（現(xiàn)已證實(shí)），它的亮度會(huì)小于6等，也即突破人眼觀看的星等極限，從而成為能夠通過肉眼直接欣賞的大彗星。

1月12日，E3彗星來到近日點(diǎn)附近，即距離太陽最近的點(diǎn)。此時(shí)，其距離太陽1.1AU，也就是1.66億公里，略遠(yuǎn)于地球與太陽的距離1AU，亮度達(dá)到7等左右。

彗星在太陽系運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)不斷拋灑物質(zhì)，距離太陽越近，受太陽高溫、引力和太陽風(fēng)等因素的影響越大，歷史上就有很多令人期待的大彗星被太陽分解破裂的情況發(fā)生。

E3彗星在安全度過距離太陽最近階段的危險(xiǎn)期后，逐漸靠近地球，亮度也繼續(xù)提升。最近幾天，世界各地不少天文愛好者們已經(jīng)拍到甚至看到了這顆天外來客。

形態(tài)獨(dú)特：帶著兩個(gè)尾巴的“小毛球”

彗星之所以為人們所格外關(guān)注，很重要的一個(gè)原因是相貌上的獨(dú)特性。彗星與夜空中的恒星、行星甚至星系都不同。中國(guó)古人稱它為“掃把星”，天文領(lǐng)域則通常用“臟雪球”來形容彗星。

彗星結(jié)構(gòu)通常分為三大部分——彗核、彗發(fā)和彗尾。彗星中心比較明亮的部分是彗核，主要由水冰、石塊、凍結(jié)的氣體（二氧化碳、甲烷、氨）等混合組成，就好比一個(gè)在星際間滾動(dòng)的“臟雪球”。

當(dāng)這個(gè)“臟雪球”飛向太陽時(shí)，受太陽風(fēng)的影響，彗核表面的冰會(huì)蒸發(fā)成氣體，包圍在彗核周圍形成云霧狀的彗發(fā)，彗發(fā)和彗核合稱“彗頭”；彗發(fā)外圍更加松散的氣體和塵埃則灑向太空，分別對(duì)應(yīng)形成“離子尾”和“塵埃尾”兩種彗尾。

與恒星行星相比，受太陽照射導(dǎo)致氣體不斷變化，彗頭看起來朦朦朧朧，并不特別清晰透亮，所以在地球上看，彗星就像是帶著兩個(gè)尾巴的“小毛球”。

2023年1月20日拍攝的E3彗星

圖片來源：Gerald Rhemann

國(guó)外天文攝影大師Gerald Rhemann曾利用30厘米望遠(yuǎn)鏡在自家后院拍攝E3彗星，分別由在可見光波段曝光12分鐘、紅綠藍(lán)三個(gè)波段曝光2分鐘的四張圖像疊加而成。明亮的彗核、綠色的彗發(fā)、較粗的塵埃尾和細(xì)長(zhǎng)的離子尾都清晰可見。其中，綠色部分主要來自E3彗星內(nèi)含有的雙原子碳和氰化物所發(fā)出的顏色。

彗星不僅美麗，還很多變。宇宙中的絕大多數(shù)天體，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間尺度范圍里，在地球上看起來都是幾乎不變的。而隨著相對(duì)太陽距離位置的不斷改變，彗星的彗頭大小形狀、彗發(fā)的樣子和方向都在不斷地變化著，整體呈現(xiàn)出婀娜多姿的形態(tài)。

E3彗星不同時(shí)間形態(tài)變化

圖片來源：Dave_StarGeezer

觀測(cè)“攻略”：在冬夜邂逅萬年一遇的E3彗星

在專業(yè)望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)長(zhǎng)時(shí)間曝光下，E3彗星美麗的形態(tài)和變化的身姿令人著迷。那么，如何才能在夜空中成功找到并順利觀賞它呢？我們實(shí)際看到的E3彗星與所拍攝的彗星照片相比又有哪些不同之處呢？

彗星每晚在夜空中的位置都會(huì)變化。2月2日，它會(huì)來到距離地球最近的近地點(diǎn)，屆時(shí)，亮度也會(huì)達(dá)到最亮。當(dāng)晚，E3彗星位于鹿豹座，明亮的月光會(huì)使得彗星看起來略顯暗淡。

雖然彗星周圍沒有太多亮星幫助定位，但可以借助北極星、五車二兩顆亮星連線的中心點(diǎn)，來找尋“綠色小毛球”的身影。倘若能夠使用專業(yè)望遠(yuǎn)鏡或者雙筒望遠(yuǎn)鏡的話，對(duì)于尋找彗星則會(huì)更加方便。

需要注意的是，彗星并不會(huì)像照片中所呈現(xiàn)的一般明亮清晰，但如果你通過望遠(yuǎn)鏡在相應(yīng)位置附近看到了朦朦朧朧的小光點(diǎn)，那很大概率就是E3彗星了。若是沒有望遠(yuǎn)鏡，只用肉眼觀測(cè)的話，則只能在遠(yuǎn)離城市燈光、天氣晴朗的地方，才有可能直接目視觀測(cè)到。

過近地點(diǎn)時(shí)彗星在夜空位置圖

圖片來源：Stellarium

過近地點(diǎn)后，E3彗星的亮度會(huì)逐漸降低，隨著日期推移，逐漸從北方低空向西北方向高空移動(dòng)。此時(shí)，我們可以繼續(xù)在夜空中尋找一些著名的天體，在特定的時(shí)間，我們就可以借助夜空中其他熟悉天體的“幫助”，用望遠(yuǎn)鏡找到悄悄來到它們身邊的E3彗星。

2月6日，你可以在御夫座亮星五車二下方不遠(yuǎn)處找到E3彗星，當(dāng)然，滿月會(huì)不可避免的影響觀測(cè)效果。

2月12日，E3彗星會(huì)來到離火星最近的位置附近，你可以嘗試拍攝紅色耀眼的火星與綠色暗淡小毛球E3的同框照。

2月15日前后，在地球上看，E3彗星又“走”到金牛座牛眼上的亮星——畢宿五的身旁，此時(shí)還有著名的疏散星團(tuán)——畢星團(tuán)作為背景。在這段時(shí)間內(nèi)，月亮后半夜升起，在沒有月亮的前半夜觀測(cè)條件更佳。

再往后，彗星亮度越來越暗，周圍又沒有太多亮星參照，不再適合普通人觀測(cè)了。

E3彗星在天空中的運(yùn)行軌跡 日期后括號(hào)里是預(yù)測(cè)的亮度

圖片來源：Stellarium

結(jié)語

作為一顆長(zhǎng)周期彗星，E3彗星此次近距離靠近地球后，將慢慢遠(yuǎn)去，最終永遠(yuǎn)離開太陽系；也有可能受到周圍天體和環(huán)境的擾動(dòng)，改變軌道在數(shù)百萬年后再次回歸，當(dāng)然這種可能微乎其微。

雖然用肉眼和普通雙筒望遠(yuǎn)鏡看起來，它只是一個(gè)朦朦朧朧的小亮點(diǎn)，遠(yuǎn)沒有天文攝影照片中那么美麗多姿。但我們?cè)谟猩?，也只有最近這段時(shí)間能夠看到它，如果你熱愛頭頂?shù)男强?，不妨走出室外，去迎接與E3彗星一生只有一次的邂逅吧！

E3彗星在空間中的軌道運(yùn)動(dòng)示意

（視頻在近日點(diǎn)近地點(diǎn)近火點(diǎn)附近時(shí)稍作停留）

視頻來源：theskylive

編輯：應(yīng)奕可