APP 9月份，有天文爱好者已经陆续观测到 2024 年最值得期待的彗星C/2023 A3(Tsuchinshan-ATLAS)啦! 进入十月之后，这颗彗星越来越亮，亮度已经超过0等了。10月12日，这颗彗星将迎来其最接近地球的时刻。在日落后西方的低空，我们可以肉眼看到这颗和金星一样明亮的彗星。
彗星是什么天体？和流星、陨石是一回事吗？彗星亮度的“等”是什么意思？怎么测出来的？彗星什么情况下会爆发？会对地球有影响吗？普通爱好者如何观测彗星？针对以上疑问，科普中国特邀中国科学院上海天文台研究员闫震老师，为公众解读彗星的奥秘。
问：彗星、流星、陨石是一回事吗？怎么区分呢？
答：彗星是太阳系形成时遗留下来的残骸，由尘埃、岩石和冰块组成，就像一个“脏雪球”,它们的大小从几千米到上百千米不等。在遥远的太阳系边缘，可能存在着几十亿颗大小不一的彗星。偶尔，某一颗彗星受到的引力发生了变化，运动轨道发生了改变。当它运行到接近太阳的地方时（近日点附近），由于太阳的照射，它们会受热并释放出气体和尘埃，这些物质反射太阳光，形成一个发光的头部，还会形成一条长达数百万千米的尾巴，称为彗尾。因此在古代中国，彗星被俗称为扫帚星，《说文解字》中关于“彗”字的解释是“掃竹也”，就是竹做的扫帚。
流星是星际空间中的尘埃和碎屑落入地球大气产生的，如果它们没有在大气中燃烧殆尽，落到地面上就称为陨石。有一部分流星来自漂浮在太空中的小行星，而大部分来自彗星的尾巴撒落的碎屑，刚好有一部分分布在地球公转的轨道上，于是当地球经过这里时，我们就能看到流星雨。比如宝瓶座η流星雨就是著名哈雷彗星残留的碎屑，狮子座流星雨是坦普尔-塔特尔彗星的尾迹残留下的。
问：彗星的亮度是怎么测出来的？“等”是什么？“等”的值越小，彗星亮度越大？
答：星等是天文上用来表示天体亮度的一个单位。简单来说，星等越小（甚至是负数），天体看起来就越亮；星等越大，天体看起来就越暗。比如太阳的星等大约-27等,月亮的星等大约-13等。而且星等和亮度之间是对数关系，比如1等星比2等星亮大约2.5倍
，比3等星亮大约6.3倍，比6等星亮100倍。
有一些恒星比较明亮，而且亮度很稳定，天文学家已经非常精确地测量了它们的星等，这些恒星被称为参考星或标准星。测量一个新天体的星等，通常是利用望远镜拍摄一幅图片，把它的亮度和附近参考星的亮度比较，进而确定它的星等。测量彗星的星等也是采用同样的办法，但是彗星和普通的恒星有一点不同，就是它不是一个点状的天体（称为点源），在图像上呈现出一团的样子，这类天体在天文上叫作弥散源，而星等测量的是天体分布的总光量。对于测量彗星的星等，通常使用散焦的办法，使得参考星看起来模糊一团，和彗星一样，进而估计彗星的星等。
问：彗星什么情况下才会爆发？爆发的彗星对地球有影响吗？
答：彗星的亮度会突然剧烈地增加，这种现象被称为彗星爆发，一般认为爆发和尘埃层中冰的升华有关，这个过程会急剧地释放大量的气体和尘埃。但是触发这种爆发的具体机制，我们还并不清楚，一种说法是太阳的辐射会产生热波，突然到达内部一些不稳定的冰层，导致了剧烈的爆发；另一种说法是彗星表面突然裂开或者尘埃层剥落，导致内部的冰层暴露在太阳辐射下，迅速升华；还有一种说法是其他小碎片的撞击引发了彗星的爆发。
由于距离遥远，这些彗星的爆发对地球没有什么影响。但是爆发产生的碎屑如果刚好撒落在地球公转轨道上，当地球穿过它们时，会出现灿烂的流星雨。
问：如何寻找Tsuchinshan-ATLAS彗星？
答：对于普通人来说，最简单的办法就是在手机或者平板上，利用观星的App。一些观星的APP比如Sky Tonight、Star Walk2、观星-星图Sky Guide或者天文通等。Sky Tonight和天文通，会标记Tsuchinshan-ATLAS彗星每天的位置。比如在Sky Tonight中，打开应用程序，然后点击屏幕底部的放大镜图标，输入“C/2023 A3”并点击相应搜索结果旁边的目标图标。可以显示彗星的当前位置。将您的手机指向天空，然后按照白色箭头找到它。
C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS）彗星穿过天空的路径（图片来自https://starwalk.space/zh-Hans/news/visible-comet-2024）。
问：人用肉眼看不见彗星吗？必须用相机长时间曝光？还有其他观测方法吗？观测彗星时有什么注意事项？
答：人的肉眼能够观测到的极限星等大约是6.5等。小于6.5等的星星都能被人眼直接看到，当然也要取决于天气和光污染情况。由于彗星是弥散天体，彗星大约要小于3等，才能被人眼看到。但是只有少数的彗星，当它们离太阳很近时，变得非常明亮，可以被人眼直接看到，比如著名的哈雷彗星，几乎每次回归都是肉眼可见。2007年回归的麦克诺特彗星，其亮度甚至达到了-5.5等。
除了相机的长时间曝光以外，有一些夜景能力比较强的手机也是可以的。需要注意，长时间曝光需要稳定的支架，比如三脚架之类的。双筒望远镜或小型的天文望远镜也是很好用的观测工具。12日彗星最靠近地球，随后的十几天里，在太阳下山以后，西方的地平线上方相对较高的位置能够观测到这颗明亮的彗星。
问：今年还有哪些彗星可以期待？
答：就在9月27日，人们新发现一颗彗星C/2024 S1 (ATLAS)。它将在10月28日达到近日点，届时它的亮度甚至可能超过C/2023 A3。之后还有一颗彗星，在今年11月底到达近日点附近，是333P/LINEAR，但是它非常暗，大概只有10等左右，肉眼肯定无法观测到，需要使用双筒望远镜或者小型天文望远镜观测。
专家：闫震 中国科学院上海天文台研究员
出品：科普中国x新华网
参考文献：
[1] https://www.darkmap.cn/
[2] https://cobs.si
[3] https://starwalk.space/zh-Hans/news/c2023-a3-tsuchinshan-atlas-next-comet-visible-from-earth-2024
