出品：科普中国
作者：序列号
监制：中国科普博览
早在千百年前，科学技术尚不发达、对宇宙星辰奥秘地探索也尚不成熟的时候，古人就已关注到天空中偶然会出现、不同寻常的怪异天体——彗星，甚至还会将彗星的出现和国运挂钩，并将其称作“扫把星”。
不过，随着科学技术的不断进步，我们对于彗星已经有了更加深刻的了解。
截至目前，人类已经发现的彗星有4446颗，而根据科学家推测，在彗星的“老家”——遥远的奥尔特云附近，有约一兆颗（1后面12个0）彗星在游荡。
然而，每年能够用肉眼直接观测到的大彗星却屈指可数。
这是因为众多彗星中，要么距离太远，压根找不着，要么需要借助专业望远镜，才能勉强拍到。如今的彗星早就不再是令人闻风丧胆的“扫把星”，而是成为了天文爱好者们竞相追逐的“明星”，普通人也期待着能够有机会一睹“芳容”。
幸运的是，最近，一颗绿色彗星正在“逼近”地球，预计于北京时间2月2日经过近地点。
对于这颗即将近距离造访地球的天外来客，想必大家一定会有很多问题——它的名字C/2022 E3(ZTF)是怎么来的？它看起来究竟是什么样子？五万年一遇的大彗星怎么观测才好？……别急，看到这篇文章的“小朋友”，你不必有太多问号啦！
一万年太久，只争朝夕！今天，我们就一起了解这颗2023年度最值得关注的大彗星——C/2022 E3(ZTF)（以下简称E3彗星）。
“身世”揭秘：从小行星到亮彗星
彗星的命名有一定的规律可循，通过E3彗星的编号，我们可以大致了解其“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，而短周期彗星则用P表示。例如，第一颗被确认周期的哈雷彗星被命名为1P/1682 Q1。
对于此次的C/2022 E3(ZTF)彗星，2022代表彗星被发现的年份，E3中的E代表发现月份，按规定以每半个月为单位，用英文字母表示发现月份，E3即表示三月上半月所发现的第3颗彗星。括号中的ZTF则代表了发现这颗彗星的设备——兹威基暂现源巡天（Zwicky Transient Facility）。
发现E3彗星的望远镜
图片来源：ZTF官网
天文学家于2022年3月2日在ZTF所拍摄的照片中最先发现了一个移动的小点，由于看不清细节，起初该小点被认为是一颗未知的小行星。然而，随后在更多望远镜长时间曝光拍摄的图像中，人们辨识出了一些彗星的结构，才得以为E3彗星“验明真身”。
由此，地面望远镜也开始了对这颗彗星的持续监测工作。随着时间的推移，E3彗星慢慢靠近太阳，幸运地保全了自身结构，其亮度也稳步爬升。
E3彗星亮度随时间变化曲线
图片来源：COBS
2022年底，科学家根据观测数据推测（现已证实），它的亮度会小于6等，也即突破人眼观看的星等极限，从而成为能够通过肉眼直接欣赏的大彗星。
1月12日，E3彗星来到近日点附近，即距离太阳最近的点。此时，其距离太阳1.1AU，也就是1.66亿公里，略远于地球与太阳的距离1AU，亮度达到7等左右。
彗星在太阳系运动时会不断抛洒物质，距离太阳越近，受太阳高温、引力和太阳风等因素的影响越大，历史上就有很多令人期待的大彗星被太阳分解破裂的情况发生。
E3彗星在安全度过距离太阳最近阶段的危险期后，逐渐靠近地球，亮度也继续提升。最近几天，世界各地不少天文爱好者们已经拍到甚至看到了这颗天外来客。
形态独特：带着两个尾巴的“小毛球”
彗星之所以为人们所格外关注，很重要的一个原因是相貌上的独特性。彗星与夜空中的恒星、行星甚至星系都不同。中国古人称它为“扫把星”，天文领域则通常用“脏雪球”来形容彗星。
彗星结构通常分为三大部分——彗核、彗发和彗尾。彗星中心比较明亮的部分是彗核，主要由水冰、石块、冻结的气体（二氧化碳、甲烷、氨）等混合组成，就好比一个在星际间滚动的“脏雪球”。
当这个“脏雪球”飞向太阳时，受太阳风的影响，彗核表面的冰会蒸发成气体，包围在彗核周围形成云雾状的彗发，彗发和彗核合称“彗头”；彗发外围更加松散的气体和尘埃则洒向太空，分别对应形成“离子尾”和“尘埃尾”两种彗尾。
与恒星行星相比，受太阳照射导致气体不断变化，彗头看起来朦朦胧胧，并不特别清晰透亮，所以在地球上看，彗星就像是带着两个尾巴的“小毛球”。
2023年1月20日拍摄的E3彗星
图片来源：Gerald Rhemann
国外天文摄影大师Gerald Rhemann曾利用30厘米望远镜在自家后院拍摄E3彗星，分别由在可见光波段曝光12分钟、红绿蓝三个波段曝光2分钟的四张图像叠加而成。明亮的彗核、绿色的彗发、较粗的尘埃尾和细长的离子尾都清晰可见。其中，绿色部分主要来自E3彗星内含有的双原子碳和氰化物所发出的颜色。
彗星不仅美丽，还很多变。宇宙中的绝大多数天体，在相当长的时间尺度范围里，在地球上看起来都是几乎不变的。而随着相对太阳距离位置的不断改变，彗星的彗头大小形状、彗发的样子和方向都在不断地变化着，整体呈现出婀娜多姿的形态。
E3彗星不同时间形态变化
图片来源：Dave_StarGeezer
观测“攻略”：在冬夜邂逅万年一遇的E3彗星
在专业望远镜和相机长时间曝光下，E3彗星美丽的形态和变化的身姿令人着迷。那么，如何才能在夜空中成功找到并顺利观赏它呢？我们实际看到的E3彗星与所拍摄的彗星照片相比又有哪些不同之处呢？
彗星每晚在夜空中的位置都会变化。2月2日，它会来到距离地球最近的近地点，届时，亮度也会达到最亮。当晚，E3彗星位于鹿豹座，明亮的月光会使得彗星看起来略显暗淡。
虽然彗星周围没有太多亮星帮助定位，但可以借助北极星、五车二两颗亮星连线的中心点，来找寻“绿色小毛球”的身影。倘若能够使用专业望远镜或者双筒望远镜的话，对于寻找彗星则会更加方便。
需要注意的是，彗星并不会像照片中所呈现的一般明亮清晰，但如果你通过望远镜在相应位置附近看到了朦朦胧胧的小光点，那很大概率就是E3彗星了。若是没有望远镜，只用肉眼观测的话，则只能在远离城市灯光、天气晴朗的地方，才有可能直接目视观测到。
过近地点时彗星在夜空位置图
图片来源：Stellarium
过近地点后，E3彗星的亮度会逐渐降低，随着日期推移，逐渐从北方低空向西北方向高空移动。此时，我们可以继续在夜空中寻找一些著名的天体，在特定的时间，我们就可以借助夜空中其他熟悉天体的“帮助”，用望远镜找到悄悄来到它们身边的E3彗星。
2月6日，你可以在御夫座亮星五车二下方不远处找到E3彗星，当然，满月会不可避免的影响观测效果。
2月12日，E3彗星会来到离火星最近的位置附近，你可以尝试拍摄红色耀眼的火星与绿色暗淡小毛球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——毕宿五的身旁，此时还有著名的疏散星团——毕星团作为背景。在这段时间内，月亮后半夜升起，在没有月亮的前半夜观测条件更佳。
再往后，彗星亮度越来越暗，周围又没有太多亮星参照，不再适合普通人观测了。
E3彗星在天空中的运行轨迹 日期后括号里是预测的亮度
图片来源：Stellarium
结语
作为一颗长周期彗星，E3彗星此次近距离靠近地球后，将慢慢远去，最终永远离开太阳系；也有可能受到周围天体和环境的扰动，改变轨道在数百万年后再次回归，当然这种可能微乎其微。
虽然用肉眼和普通双筒望远镜看起来，它只是一个朦朦胧胧的小亮点，远没有天文摄影照片中那么美丽多姿。但我们在有生之年，也只有最近这段时间能够看到它，如果你热爱头顶的星空，不妨走出室外，去迎接与E3彗星一生只有一次的邂逅吧！
E3彗星在空间中的轨道运动示意
（视频在近日点近地点近火点附近时稍作停留）
视频来源：theskylive
编辑：应奕可
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