彗星與流星
令人著迷的彗星
背景資料
彗星是太陽系較特殊的天體，它們的軌道多數是拋物線，少數是極為狹長的橢圓或雙曲線，具有橢圓軌道的彗星，週期性地在太陽附近出現。不過，長週期彗星的軌道可以和黃道面成任何夾角。彗星要到離太陽相當近時才會被發現，出現肉眼可見的彗星之機會極少。彗星的核心之大小約在數十公里以內。
主體
彗星的主體是由塵埃、石塊、冰塊，及凝結成固態的氨、甲烷、二氧化碳等化合物所組成的彗核。運行到太陽附近時，彗星物質受太陽輻射的照射、蒸發與太陽風的吹襲，才形成彗髮與彗尾。彗星觀測史的一大奇案、發生在1973年Kohoutek彗星到訪之時、天文學家用架設在高空火箭上的紫外線照像機，意外地發現彗星另有一個地面觀察者不可見的結構–氫氣囊(hydrogen envelope)。氫氣囊在彗髮之外頭，直徑可達數百萬公里。
彗星的結構
彗核：現在一般形容為 "骯髒的雪球" 也就是冰（水、甲烷、氨）與塵粒（如隕石般的矽化物、金屬）的混和。包在彗核外的球形塵氣稱做「彗髮」固體的塵埃部份則包含了只有氫、碳、氮、氧原子的塵粒以及一般的矽化物，有如地球上的沙泥。當彗星接近太陽時，冰凍的物質開始昇華，氣體分子逐漸分解，以約 1 km/s 的速度離開彗核，塵埃則因為黏滯、碰撞也同時跟著向外運動。由於大量的氣體與塵埃環繞在彗核四周，使彗首（或彗髮）很少有成圓形的，只有很老的週期彗星，在經過近日點許多次、已經失去大部分塵埃的彗星，才會具有圓形對稱的彗髮。
彗尾：來自太陽的力量把彗星表面昇華的物質推向背離太陽的方向，長約千萬公里，甚至達一億公里多。彗尾分成兩種：離子尾及塵埃尾，各有不同的成分及形成的原因一般而言狹長而直的是離子尾，由電漿物質構成，質點較小，受太陽輻射壓和太陽風的作用較大；瀰散而彎曲的是塵埃尾，塵埃物質構成，物質顆粒較大，受太陽風的影響較小，往往散佈較寬且落在奔向太陽的彗星之後呈彎曲狀。塵埃尾比較瀰散而且形狀彎曲。這些塵埃顆粒反射陽光形成了塵埃尾,
塵埃尾中的塵粒會受到太陽重力場的影響而略偏向太陽，這正是塵埃尾並非恰在彗星與太陽的反側，而略彎向太陽的原因。而離子尾細而筆直，兩者的顏色也有差別。塵尾呈白色，而離子尾泛藍。塵尾物質的顆粒，遠大於可見光的波長，故只反射太陽光而呈白色。離子尾物質的顆粒，與可見光的波長相當，太陽光照射離子尾時，受到很強的散射。紅光受到較小角度的散射，大部份透過離子尾。而藍光受到大角度的散射，甚至與陽光原進行方向反向，故離子尾的顏色呈淡藍色。這與晴空為何是藍色的理由完全相同。彗星的彗尾永遠背向太陽，彗尾的形狀隨時都有變化。上列的這些分子或離子全由四種元素所合成：氫(H)、氧(O)、碳(C)
與氮(N)。可見這些物質是彗星所含的水(H2O) 、 甲烷(CH4)、氨(NH3)
與二氧化碳(CO2)，被太陽輻射蒸發、分解與重組的產物，部份的分子，更受
太陽風中的高能電子與質子撞擊形成離子。
運行軌道
除非彗星運行到非常靠近太陽的位置，否則它們通常是看不見的。大部分的彗星都有非常橢圓的軌道，會將它們帶到比冥王星(Pluto)軌道還遠的地方；這些彗星被看見過一次之後，就會消失長達千年之久。只有短週期和中等週期的彗星(像哈雷彗星)，大半的運行會在冥王星的軌道之內。一個運行經過太陽的彗星，也可能撞上其中任何一顆行星甚至是太陽，不然就是因太靠近質量大的行星(例如木星)或太陽而被拋出太陽系。
最著名的彗星是哈雷彗星，但舒梅克-李維 9 號彗星(SL 9)卻是在 1994 年夏天，為期一個禮拜"最大的撞擊事件"。
慧星繞太陽運轉的週期各不相同，最長的可能有百萬年以上，最短的只有六、七年左右。這些定期繞行的慧星稱為週期慧星。另外還有一種只出現一次的慧星，可能是從太陽系之外來，又飛到太陽系之外去。
慧星最接近太陽的地方我們稱為近日點。當慧星經過這個近日點時，看起來最亮最大，且慧髮變大，尾巴加長。通過近日點後，慧星就漸漸遠離太陽，亮度也越來越黯淡，最後終於從我們的視界消失。
最有名的週期慧星是哈雷慧星，每76年近日一次。預計於2062年，它又要接近我們了！
彗星的故鄉： 現在廣為天文學家所接受的理論認為，太陽系大家族包括九大行星與外圍的柯伊伯帶與歐特雲。長週期彗星可能來至歐特雲(Oort cloud)而短週期彗星可能來自柯伊伯帶(Kuiper Belt；凱伯帶)。
Halley
在西元1705年，愛德蒙•哈雷〈Edmond Halley〉 運用了牛頓新的運動定律預測那顆在1531、1607 和 1682 年看見的彗星，將會在 1758 年再次回到太陽系內部〈它確實回來了，很遺憾，卻是在哈雷去世之後〉。這顆彗星真的如同預測般回到了太陽系內部，而且後來便以「哈雷」命名，做為紀念。哈雷彗星的平均週期是 76 年，由於太陽系內主要行星的重力影響，將會一點一點地改變哈雷彗星的軌道週期。非重力的影響(例如彗星在近距離經過太陽的期間，表面氣體沸騰所產生的反作用力)，對彗星軌道的變化來說，同樣扮演著一個重要的角色。在西元前239年到西元1986年間，哈雷的軌道週期變化從76年到79.3年都有。與先前的預期相反，哈雷彗星的彗核非常暗： 它的反照率大概只有 0.03 ，比煤(coal)還暗，這使它成為太陽系中最暗的物體之一。哈雷彗星的彗核密度非低：大約 0.1 gm/cm3 ，這表示它可能有很多孔隙，可能因為它是冰 昇華後剩下來的大量灰塵所組成。 在所有的彗星中，哈雷彗星算是非常獨特的，因為它不僅夠大，還很活躍、輪廓清楚，而且還有規律性的軌道。這也使哈雷彗星成為 Giotto 或是其他的太空船比較容易觀測到的目標，但它卻不是一般彗星的典型代表！哈雷彗星將會在西元2061年再度返回太陽系內部。
Hale-Bopp
一九九五年七月廿三日凌晨，美國新墨西哥州的天文學家海爾(Alan Hale) 在進行觀測彗星的空檔中，將他口徑四十一公分的望遠鏡對準了人馬座中的M70，意外地發現一個類似星雲的天體；幾乎同時，亞利桑那州的業餘天文學家鮑普(Tomas Bopp)也正好在一次參加「北鳳凰城天文協會」的關星活動中，「適時的湊上去看」，因而有相同的發現，兩人的發現分別得到「國際天文學聯合會」(簡稱IAU) ，與以確認是一顆新彗星，而且就以他們的名字共同命名，稱為「海爾•鮑普彗星」，編號C/1995 O1， 表示是在一九九五年七月十六日至卅一日之間發現的第一顆彗星。
在海爾•鮑普彗星被發現之初，天文學家就預測這顆彗星將與眾不同，因為它被發現時的位置距離太陽有七個天文單位 (一天文單位為太陽與地球的平均距離，大約是一億五千萬公里) 比木星軌道還要遠，但是發現時的亮度卻達10∼11等，相當於是一九八六年哈雷彗星在相同距離時(15∼16等)的數十倍，這也是彗星破天荒第一次在距離太陽如此遙遠就被發現了，可見這顆彗星要比一般的彗星大得多，且活躍得多，天文學家因此宣稱：這將是本世紀最偉大的彗星。
Hale-Bopp彗星其彗核直徑大約40公里，比哈雷彗星在最長的方向直徑十六公里還長。Hale-Bopp彗星的彗髮直徑數千公里，太陽光激發這些氣體質點發光，由於其尺寸夠大且夠亮，我們能以肉眼看到Hale-Bopp彗星的彗髮。
Hale-Bopp彗星運行路徑
1997年春假過後的彗星，由仙女座附近移向英仙座、金牛座，進入五月份之後的海爾•鮑普，則出現於黃昏的西方低空(金牛座附近)，並於五月中旬起逐漸消失蹤影，從此以四二００年左右的長週期飛向太陽系的遠方。
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柯依伯帶
※恐龍因巨大隕石撞擊地球而滅亡的假說
墨西哥猶加敦半島
墨西哥猶加敦半島之隕石坑
均高。
蕨類植物大量繁殖。後出現，侏羅紀以恐龍為主角。
長條形夸托河隕石阬
似曜岩類岩石
擊痕跡。
撞擊的機率為1/300。
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流星(Meteor)
流星體 (是太陽系內以橢圓形軌道環繞太陽運行的塵埃、冰團、碎塊的天體) 一旦受到地心引力吸引進入大氣層而高速前進，此時其前方空氣無法側移以使流星體通行，因此便如活塞般壓縮前方空氣而生熱燃燒，質量小的很快就燒灰，所以流星不是星，而是只短時間內燃燒所產生的光線。而地球上\隨時都有大量、小如砂石般的殘渣掉進地球大氣層中，每天累積可高達一千公噸。
火流星
根據國際流星組織火流星資料中心（IMO FIDAC）的資料，所有經過【天頂修正】（corrected for zenith position）後,亮度比負三等亮的流星都被定義為火流星。有些火流星的亮度甚至能將夜晚照如白晝般。而何謂天頂修正呢？因為每顆流星距離地表的距離，發出的光線所要通過大氣厚度都不同，所以一顆較大的流星可能因為距離觀察者較遠，所以觀察到的亮度反而沒有另一顆小流星來得大，為了避免這種情形，我們用下面的公式把所有流星都移到距觀察者50公里，仰角90度的地方。
公式如下：
M=m+5log(sin h)
M為天頂修正後的值，m 為觀察時估計的視星等，h 為流星仰角
獅子座火流星
資料來源: Mikio Kusaka of the Nippon Meteor Society, Japan
1999年11月18日10:25出現在挪威的火流星
資料來源:web.nmns.edu.tw/PubLib/NewsLetter/155/10- 3.htm
Fireball Data Center
資料來源:International Meteor Organisation (IMO)
流星雨 (Meteor Shower)
是指地球繞著太陽公轉的過程中，當地球與某彗星的軌道交疊時，因為軌道上流動的塵埃和碎粒，受到地球吸引而墜入大氣層中，由於數量相當多，星隕如雨，稱為流星雨。
流星群(Meteor Swarm)
許多流星群在相同的軌道上運行，當地球接近時，就會有許多流星自天空中某一區域出發，向四方飛散。
輻射點 (Radiant Point )
觀測某一流星群時，若將流星的路徑反向延長，會發現它們相交於一點，稱輻射點。事實上這是由於透視的關係，猶如鐵路的雙軌、夾道的兩行樹林看上去都相合在一點。所以流星在空間的真正軌跡是相互平行的。
(a) 平行的鐵軌一端比較接近我們，因此看起來似乎在遠方相交； (b) 流星體大致平行進入大氣層，但是從地面看好像從某個輻射點射出一般。
獅子座流星雨
其輻射點位於獅子作首一等量星軒轅14附近而得名。來自於坦普爾-圖特爾彗星(Tempel-Tuttle comet)的碎片，這彗星是一顆周期彗星，它每33.3年接近太陽一次。
獅子座流星雨
資料來源:http://www.c-science.com/index.htm
隕石 (Meteorite)
若隕塵質量夠大未完全燒毀而落至地球表面稱為隕石。一般可分鐵質隕石(Siderite )、石質隕石 (Aerolite)、石鐵隕石(Siderolite)。鐵質隕石由鐵、鎳構成，石質隕石由矽酸鹽礦物，石鐵隕石為上述兩種之混合。由數個攝影站記錄隕石落下的軌跡，經計算發現能成為隕石的，其軌道和小行星相似。隕石是太陽系內的物質，我們可用放射性元素定年法得知太陽系的年齡， 並了解太陽系初形成的結構。落至地面的隕石表面通常會有數十公釐的厚度是焦黑而且因為高溫熔融的結果，相當平滑的。但是這層外殼在短時間之後會脫落，通常碳化物組成的隕石，此種效應更加明顯。
美國亞利桑那州的巴林杰隕石坑 (寬1.2km,深200m )
資料來源:http://imagers.gsfc.nasa.gov/adventure/Meteor Cr.html
這個位於美國亞利桑那州的完整隕石坑寬1.2公里，深200公尺，是5萬年前一顆重達6萬公噸直徑30公尺的鐵鎳隕石所造成。當這顆隕石接觸到地球的大氣層時，形成像流星一樣的尾巴並且很快地就撞上地表，撞擊力道約等於1906年舊金山大地震所釋放的能量，頓時火球四起，照亮黑夜如白畫，威力比投在廣島的原子彈還要大，地面的生物瞬間變成蒸氣，強烈爆炸形成的向外氣流高達時速900公里。在最新一期的科學期刊(journal Science)中，專家指出這顆隕石含有93%的鐵，在撞擊時氣化變成較小顆粒散佈在四週，並且有一部份現在進入了隕石交易市場中。像這樣的大撞擊大約每6000年一次，而發生在海洋的機率可能更高一點(因為地表的海洋面積較大)。
大部份的流星屬於石質隕石，它會在未接觸到地面前就爆裂開來，不會在地表造成如此大而深的裂口，而是擴散成大面積的撞擊傷害，而鐵質隕石則是深入撞擊點。像亞利桑那州這個撞擊點四週可以發現很多圓形的小顆粒被誤認為是隕石，其實是鐵質隕石撞擊地面時，地面上的岩石瞬間受熱溶化凝結而成。專家使用電腦模擬發現，這個造成裂口的隕石時速高達72000公里，也就是說每秒20公里，遠遠超過人們的預期。
加拿大魁北克省Clearwater湖之雙生隕石撞擊坑
（西邊撞擊坑直徑32公里，東邊撞擊坑直徑22公里，撞擊年代約2億9千萬年前）
火星：大隕石坑的立體照片
資料來源： Mars Global Surveyor Project, MSSS, JPL,NASA
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觀測方法分類
時間
例如七月底到八月底間出現的英仙座流星雨，不但數量多，易出現亮度較高的流星之外，對台灣來說，這段期間的夜晚氣候也較舒服，適合觀測。
如果有雲霧、曙暮光、月光、燈光就會影響到流星觀測的數量，尤其是暗流星都被更強的光掩蓋掉。
地點
天空越暗，我們越有機會看到暗的流星。所以觀測地點最好選擇遠離光害，視野遼闊的地方,但是單獨到人煙稀少的地方時，最好用通訊設備和其他人定期保持聯繫，以防萬一。
觀測重點
流星的路徑：
流星的方向遠比流星實際的長度或是開始與結束的點來得重要。記得流星相對於背景星星的運動方向。
流星的屬群：
屬於某一流星群的流星似乎發源自天空中某一小區域-輻射點，由於您在觀測前已先記下輻射點的位置，所以您可以反向回溯流星路徑為想像的直線看看是否於輻射點交叉。如果流星的路徑可以反向延長到輻射點則這是屬於某一流星群的流星，否則它是偶現流星。流星如果距離輻射點愈遠或是或是離地平線愈遠，則流星速度愈快，反之靠近輻射點或是接近地平線的流星似乎速度慢些。另外，接近輻射點或是地平線的流星其路徑一般較短，而離輻射點遠的流星或是接近天頂的流星其路徑較長。這可提供我們一個關於流星屬群的判斷法則:如果有流星似乎從靠輻射點處發出，但路徑長或是速度快則不屬於該流星群。
最亮星等：
藉由比較您於觀測前所記得的視野附近星星的光度，決定流星最亮時的星等。
流星痕：
如果觀測到流星痕在流星消失後仍可看到，記下其持續時間。如果流星痕只持續幾分之一秒，則記下"+"代表所謂的"wake"（痕跡）。
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