天文小知识：大彗星是什么？我们什么时候能看到？

现在天空中有一颗很棒的能用双筒望远镜看到的彗星—奈威斯彗星。一些富有经验的观测者直接用肉眼观测。这很棒，但并非最佳。我们什么时候能再一次看见大彗星呢？

来自Earthsky Community的照片。

2020年6月初，人们捕捉到了一张令人惊叹的彗星C/2020 F3（奈威斯）的照片。它虽然并非一颗十分完美的彗星，但它也很不错。Alexander krivenyshev于新泽西的Guttenberg - 来自网络

WorldTimeZone网站写到：“尽管视野中有一层厚厚的云层，我仍然能够用视线捕捉到我人生中的第一颗彗星在2020年7月6日清晨的纽约。”非常棒的抓拍，Alenxander!非常感谢你。下面讲述如何去观测奈威斯彗星。

现在，我们受到了来自精彩绝伦的彗星照片的持续冲击，其中包括本周即将出现的C / 2020 F3彗星（奈威斯）。

大多数照片来自拥有丰富经验的天体摄影师，对于精美卓绝的天空，他们大都使用望远镜和现代相机，有时还会随之创建出合成图像。 现在，我们有时也可以看到从国际空间站传来的彗星图像。 在此期间，我们仅仅从地面用肉眼就能观看到吗？ 是的，奈威斯是一颗比较容易观察的彗星。 不过大多数人还是需要双筒望远镜才能看到它。

最后两个大彗星-2007年的麦克诺特和2011年的洛夫乔伊-主要出现在南半球的天空下。 自从1996-97年海尔-波普以来就没有看到北半球有如此宏伟的彗星。

更重要的是，有些观测者甚至没有将海尔-波普归类为大彗星。 在这种情况下，在北半球我们可能不得不追溯到44年前，也就是1976年的西方彗星，以找到真正宏大的大彗星。 我们什么时候才能看到下一个呢？

让我们细想最近的一些不可思议的彗星和历史记录，以此来预测一下北半球和南半球何时会看到下一颗大彗星。

1997年，在海尔-波普彗星和星空下的夜晚。有18个月都可以用肉眼观测它，北半球的许多人都看到了它。 图片来自Jerry Lodriguss / .astropix已经许可使用

首先，我们要如何定义大彗星这个概念呢？这并没有官方定论。大彗星这个标签，是彗星的亮度，寿命和横跨天空的宽度综合决定的。

这篇文章就是来解释南北半球的大彗星以及它们的频率等相关问题。在我们看来，大彗星的明亮度可以和金星相媲美（-3至-4星等）。如果算上它的尾巴，它比金星还要明亮，可以照亮天空30度或者更多。

我们也可以讨论一些其他的主要彗星，比如1星等或者更亮的，也就是说它们的明亮度和天空中最亮的星星不分上下，算上星尾范围在15度或者更大。这些主要的彗星有较长的可见度，因此很容易被地球上的居民观察到。（不过有些特别的彗星在轨道末端，因此可视时间并不长，除了天文学家们，一般人几乎观测不到。）

这是1986年的哈雷彗星，在欧空局的乔托号飞船最接近它之前的几秒钟。插图上显示的是哈雷彗星在1910年出现时的景象。大有不同！图片来自于Giotto/ESA

彗星67P/Churyumov-Gerasimenko在它近日2015年8月近日点(离太阳最近的点)的前几天，正如欧洲航空航天局的Rosetta飞船

所观察到的。(图片被特意过度曝光来显示尘埃喷流在彗星最活跃阶段时离开其表面)

图源:Rosetta飞船/OSIRIS图像处理器马克斯/普朗克太阳系研究所/

再想想看，人类观察天空的能力在过去五十年间完全改变了。

在这段时间，太空旅行已经成为现实，固体电子学引起了摄影领域的全盘革命。我们数次向彗星发射太空探测器，最近的一次中，欧洲航天局罗塞塔号用两年时间（2014-2016）深入探测了彗星67P/Churyumov–Gerasimenko。

晶体管和灵敏的固态探测器改变了天体摄影技术，使得业余爱好者的观测技术远超现代电子技术发展前的专业天文学家。

大家都认为2011年的洛夫乔伊彗星是一颗大彗星。但是，它主要在地球的南半球被观测到。在这张图片中，在夜辉下的地球地平线附近可以看到洛夫乔伊彗星。这张照片是2011年12月22日，美国宇航局宇航员丹·伯班克，“远征30号”的指挥官，在国际空间站上拍摄的。

Lovejoy彗星(C/2014 Q2)， 2015年1月18日摄于奥地利。这并不是南半球所熟知和喜爱的2011年大彗星洛夫乔伊，而是2014年末和2015年初的相当壮观的洛夫乔伊彗星，它因数字天文摄影技术的稳步发展而出名。图片来自G. Rhemann

对彗星迷来说，1996-1997年都是关于海尔波普的年份。它主要是一颗北半球的彗星。一连几个星期，海尔波普彗星一直是我们西边天空的一个固定物体，它可能成为历史上被观看次数最多的彗星之一。

这颗彗星确实是一颗主要的彗星，但是是一颗大彗星吗?

几乎所有的彗星的能见度都很短。海尔-波普彗星打破了之前在我们的天空中1811年大彗星近两个世纪的保持记录。1811年的这颗彗星在9个月的时间里都是肉眼可见的。海尔波普彗星在历史性的18个月里都能被观测到，这确实是彗星中的小卡尔瑞普肯。

海尔波普在早期是明亮的，差不多但又不完全像金星那样明亮。它的原子核的大小——彗星的冰核，在太空中飞驰——的速度估计为60公里+/- 20公里(37英里+/- 12)。这使得海尔-波普彗星的彗核比哈雷彗星的彗核大6倍，是罗塞塔彗星的20倍，即67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星。

海尔-波普有一条长尾，长达30度，但是，几乎在它的整个可视周期内，明亮可见的却是相对较短的不超过10度的尾巴。是的，一些更早的大彗星也许并没有30度长的尾巴，但他们却十分明亮。

Bright通常意味着像金星一样明亮或者更亮。海尔-波普就没有那么亮。一些大的彗星在白天可以看到，但是海尔-波普彗星却不能。

最后，我们不得不承认海尔-波普跨越了“大”的边缘。

1974年1月11日的韦斯特彗星和1973年的科胡特克彗星（插图）。图片来自亚利桑那大学/卡特琳娜天文台/美国宇航局

早在1973年，科胡特克彗星的首次发现就引起了天文观测者的高度重视。根据它被发现的距离和亮度，天文学家预测这将是本世纪之最，也许是一生一遇的天文大事件。

然而科胡特克并未如料，它闪灭了。虽然这令天文观测者很是失望，但对于专业的天文学家来说，对科胡特克的持续观测是很有价值的。

天文学家们认为科胡特克给了他们一个教训。那一年，很多天文学家们在户外参加群众的“天文社团”，试图向失望的人们描绘那颗难以观察到的彗星。

不幸的是，这一教训使天文学家轻视了“大彗星”之名的另一个竞争者——1976年的韦斯特彗星。这种忽视充满了戏剧性：韦斯特彗星并没有让人失望，反之，这是一个相当惊艳的彗星！但是由于天文学家们悄无声息加之媒体并未发布相关报道，很多普通的天文观测者都忽视了它。因此韦斯特彗星并没有像本该有的那样被观测和欣赏。

洛夫乔伊彗星（Comet Lovejoy）（2011），2011年12月22日摄于智利圣地亚哥

图片来自Y. Beletsky (LCO)/ ESO

在韦斯特彗星之后，跳过海尔-波普，我们需要快进31年直达2007来欣赏下一颗真正的大彗星——它被超过50颗彗星的发现者，彗星猎手Robert H. McNaught挖掘。这颗彗星有时也被称作“2007年的大彗星”。身在北半球的你不记得当年有这样一颗大彗星？那是因为彗星轨道的倾角和高偏心率导致很多彗星只能从地球的一个半球观测，这也是2007年彗星麦克诺特的情况。

2007年的彗星麦克诺特只有南半球的天文观测者有机会一览芳容。四年后，也就是在2011年时，另外一颗大彗星洛夫乔伊彗星又一次在南半球的天空出现了。

北半球的观测者只能通过数字时代的技术手段远距离来观看者两颗彗星。

或者，他们可以搭乘一辆昂贵的便车，将自己置于南半球，来亲身体会这一美丽的景象。

因此，现在考虑下面的图表，其中主要的大彗星的记录可以追溯到1680年。请记住在大约200年前，这个天文记录似乎就已经达到了一个很高的保真度了。从统计学上看这个数据，它揭示了什么呢？

大彗星和主要彗星的年代表，1670年至今。大彗星用一个黄点标记，所有的彗星都显示在相对于它们的能见度范围内——北方、南方或两者。图片来自via T. Reyes/ Harvard University.

平均每五年，人们可以预期看到一颗从地球可见的彗星。然而这个平均值的变化（即一个标准差）大约也是五年。这就意味着，平均每5到 10年就会有一颗大彗星出现，有时它们还是“群体拜访”，最典型的一个例子就是1910年和1911年，当时有四颗重要的彗星划过天空。

数据还显示，大彗星平均每20年回归一次，用平均值的标准差展示，变化幅度是10年，所以实际上，大彗星可能每20到30年就能在地球上观测到。有些世纪可能有两次或者三次机会（19世纪），而另一些世纪可能有四次或者更多（20世纪）。

1861年的大彗星，也被称为C/1861 J1或Tebbutt彗星。基于这些数据，天体摄像技术开始捕获大彗星和一些主要的彗星。图片来自E. Weiß/ Bilderatlas der Sternenwelt

从统计学上看，记录彗星在250年间的活动次数，只有38颗主要的彗星，这是一个很稀少的数据，但我们可以从中看出历史的趋势。如果数据显示偏向一个半球，则可能指示了黄道平面以北或以南的奥尔特云被一些物体所影响，比如一颗经过的恒星。但这个数据中并没有这种迹象。

它回答了这个问题吗？北半球是已经错过了大彗星吗？

最近南半球肯定是有一个大彗星的趋势，这个数据揭示了南半球和北半球的长期趋势，每25至40年会出现一次大彗星。

但是如果把海尔波普彗星排除在外，那么北半球最后一颗大彗星就是44年前的西彗星。即使你把海尔波普彗星当作大彗星，距离它出现也已经过去了23年。从统计数据来看，北半球已经准备好迎接它的下一个大彗星了，放马过来吧！

海尔-波普彗星耀眼的白色尘埃彗尾和蓝色等离子体彗尾

E. Kolmhofer, H. Raab摄于奥地利林茨约翰尼斯开普勒天文台

总结：本世纪南半球发现两颗大彗星：2007的麦克诺特彗星和2011的洛夫乔伊彗星。但是在北半球呢？我们最后一次广泛的看到的彗星是1996-1997年的海尔-波普彗星。1976年的韦斯特彗星可能是我们最后一颗大彗星。我们开始准备了！

作者：Tim Reyes

FY：Astronomical volunteer team

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