Chúng ta biết rằng sao chổi là những phần còn sót lại từ buổi đầu hình thành hệ mặt trời của chúng ta khoảng 4,6 tỷ năm trước và cấu tạo chủ yếu là băng được phủ bên ngoài lớp vật chất hữu cơ. Chúng từng được gọi là "những quả cầu tuyết bẩn thỉu." Chúng mang lại những manh mối quan trọng về sự hình thành hệ mặt trời của chúng ta. Các sao chổi có lẽ chứa nước và các hợp chất hữu cơ, những thành phần cơ bản nhất của sự sống, đối với Trái Đất thời kỳ đầu và các hành tinh khác của hệ mặt trời.
Sao chổi có nguồn gốc từ đâu?
Theo giả thuyết được nhà thiên văn học Gerard Kuiper năm 1951, một vành đai hình đĩa các thiên thạch băng tồn tại ngoài các thiên thạch băng Sao Hải Vương, thỉnh thoảng bị lực hút đẩy vào các quỹ đạo khiến chúng gần Mặt Trời hơn, trở thành cái gọi là những sao chổi vòng đời ngắn. Vì di chuyển xung quanh Mặt Trời trên dưới 200 năm, nên trong nhiều trường hợp sự xuất hiện của nó có thể dự báo. Ít dự báo được hơn là những sao chổi có vòng đời dài, phần lớn chúng đến từ một vùng có tên gọi Đám Mây Oort cách Mặt Trời khoảng 100.000 đơn vị thiên văn (nghĩa là gấp 100.000 lần khoảng cách từ Trái Đất và Mặt Trời). Những sao chổi Đám Mây Oort này có thể mất đến 30 triệu năm để hoàn thành một vòng quay quanh Mặt Trời.
Mỗi sao chổi đều có một phần đóng băng nhỏ xíu, gọi là nhân, thường có đường kính chỉ vài km. Nhân gồm các mảng băng, khí đóng băng bao quanh là những mảnh bụi. Sao chổi bị đốt nóng khi ở gần Mặt trời và sinh ra một quyển khí hay đầu sao chổi. Sức nóng của Mặt trời làm cho băng của sao chổi chuyển thành thể khí vì thế đầu sao chổi càng trở nên lớn hơn. Đầu sao chổi có thể kéo dài hàng trăm km. Áp suất của ánh nắng và các hạt mặt trời (gió mặt trời) tốc độ cao có thể thổi bụi và khí ở đầu sao chổi ra xa khỏi Mặt trời, đôi khi tạo thành một cái đuôi dài, rực sáng. Sao chổi thực ra có hai đuôi - đuôi bụi và đuôi khí (ion).
Phần lớn các sao chổi đều di chuyển một khoảng cách an toàn với Mặt trời - sao chổi Halley di chuyển gần không quá 89 km. Tuy nhiên, một số sao chổi, gọi là sungrazer, lao thẳng vào Mặt Trời hoặc di chuyển gần đến nỗi chúng vỡ tan ra và bay hơi.
Khám phá sao chổi
Các nhà khoa học từ lâu đã muốn nghiên cứu sao chổi chi tiết hơn, được kích thích bởi một vài bức ảnh chụp tâm sao chổi Halley năm 1986. Tàu vũ trụ Deep Space của NASA bay tới gần sao chổi Borrelly năm 2011 và chụp hình phần tâm của nó có chiều dài khoảng 8 km.
Tàu vũ trụ Stardust của NASA đã bay thành công vào bên trong tâm của Sao chổi Wild 2 ở khoảng cách 236 km vào tháng 1 năm 2004, thu thập về Trái Đất các mẫu hạt sao chổi và bụi tinh vân. Hình ảnh chụp tâm của một sao chổi trong khi tàu bay lại gần cho thấy các luồng bụi và một bề mặt có kết cấu xù xì. Những phân tích các mẫu vật tàu Stardust cho thấy các sao chổi có lẽ phức tạp hơn ra nghĩ trước đây. Các khoáng chất được hình thành gần Mặt Trời hoặc các sao khác được tìm thấy trong các mẫu vật, cho thấy rằng các vật chất có nguồn gốc từ các vùng bên trong hệ mặt trời di chuyển ra các vùng bên ngoài nơi các sao chổi được hình thành.
Một tàu vũ trụ khác của NASA, Deep Impact, chứa một tàu vũ trụ bay gần và một tàu thăm dò. Tháng 7 năm 2005, tàu thăm dò được phóng vào đường đi của nhân sao chổi Tempel 1 bằng một vụ va chạm đã hoạch định, nó làm bay hơi tàu thăm dò và nó làm bắn ra rất nhiều vật chất dạng bột, mịn bên dưới bề mặt của sao chổi này. Đang trên đường đi, tàu thăm dò này đã chụp lại hình ảnh của sao chổi một cách chi tiết hơn. Hai máy quay và máy đo phổ của tàu vũ trụ bay gần ghi lại hình ảnh va chạm ấn tượng qua đó giúp xác định được thành phần bên trong và cấu tạo của phần tâm.
Sau khi thực hiện thành công những nhiệm vụ quan trọng này, hai con tàu vũ trụ Deep Pact và Stardust vẫn hoạt động tốt và được dùng cho các mục đích thám hiểm sao chổi tiếp thêm.
Sao chổi được đặt tên như thế nào?
Việc đặt tên cho sao chổi lẽ phức tạp. Thường thì các sao chổi được đặt theo tên người phát hiện ra - có thể là tàu vũ trụ hoặc một người. Nguyên tắc của Hội thiên văn học quốc tế này đã mới chỉ được tạo ra trong một thế kỷ qua. Ví dụ, sao chổi Shoemaker-Levy 9 được đặt như vậy vì nó là sao chổi có vòng đời ngắn thứ 9 được phát hiện ra bởi các nhà thiên văn Eugene và Carolyn Shoemaker cùng David Levy. Vì tàu vũ trụ phát hiện rất hiệu quả các sao chổi nên nhiều sao chổi cũng được đặt theo tên của chúng như LINEAR, SOHO hay WISE.
