บางครั้งดาวประหลาดที่มีหางสามารถเห็นได้ในท้องฟ้ายามค่ำคืน แต่นี้อยู่ไกลจากดาว มันเป็นดาวหาง ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตโดยคนในสมัยโบราณ ดาวหางขนาดใหญ่ในสมัยโบราณถือเป็นปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศ บ่อยครั้ง ลักษณะของดาวหางถูกอธิบายว่าเป็นลางสังหรณ์ของปัญหาใหญ่ สงคราม และความโชคร้าย Brahe ปฏิเสธการเป็นเจ้าของดาวหางในปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศ เขาตั้งข้อสังเกตว่าดาวหางจากปี 1577 อยู่ในตำแหน่งเดียวกันเมื่อสังเกตจากจุดต่างๆ ซึ่งพิสูจน์ตำแหน่งของมันได้ไกลกว่าดวงจันทร์
Halley นักดาราศาสตร์ที่มีชื่อเสียงในปี 1705 สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของดาวหางได้ เขาพบว่าดาวหางเคลื่อนที่ในวงโคจรพาราโบลา เขาให้เครดิตกับการกำหนดวงโคจรของดาวหาง 24 ดวง ในการทำเช่นนั้น เขาได้พิจารณาว่าดาวหางปี 1531, 1607 และ 1682 มีวงโคจรที่ค่อนข้างใกล้เคียงกัน การค้นพบนี้ช่วยให้เขาสรุปได้ว่านี่คือดาวหางดวงเดียวกัน ซึ่งมีระยะเวลา 76 ปีเข้าใกล้โลกในวงโคจรที่ยาวมาก ดาวหางที่สว่างที่สุดดวงหนึ่งนี้ได้รับการตั้งชื่อตามเขา
ในตอนแรก ดาวหางถูกค้นพบด้วยสายตาล้วนๆ แต่เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันก็เริ่มเปิดออกจากภาพถ่าย ในสมัยของเรา มีการเปิดเผยดาวหางจำนวนมากพอสมควร ดาวหางเปิดใหม่แต่ละดวงจะมีชื่อบุคคลที่ค้นพบ โดยเพิ่มปีแห่งการค้นพบและหมายเลขลำดับของดาวหางที่ค้นพบในปีนั้น ดาวหางจำนวนน้อยเป็นคาบ กล่าวคือ ปรากฏเป็นประจำในระบบสุริยะ ดาวหางส่วนใหญ่มีวงโคจรที่ยาวจนใกล้กับพาราโบลา คาบการโคจรของดาวหางดังกล่าวอาจนานถึงหลายล้านปี ดาวหางเหล่านี้กำลังเคลื่อนตัวออกจากดวงอาทิตย์ในระยะทางระหว่างดวงดาวและไม่อาจหวนกลับคืนได้อีก
วงโคจรของดาวหางเป็นคาบจะยาวน้อยกว่า ดังนั้นจึงมีลักษณะที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง จากจำนวนดาวหางคาบสี่สิบดวงที่สังเกตพบในระบบสุริยะ มี 35 วงโคจรที่เอียงไปทางระนาบสุริยุปราคาน้อยกว่า 45 องศา เพียงอย่างเดียว ดาวหางของ Halley มีวงโคจรมากกว่า 90 วินาที นี่แสดงให้เห็นว่าเธอกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม มีตระกูลที่เรียกว่าดาวพฤหัสบดี ดาวหางเหล่านี้มีคาบสั้น นั่นคือ มีคาบตั้งแต่สามถึงสิบปี
มีข้อสันนิษฐานว่าตระกูลนี้เกิดขึ้นจากการดักจับดาวหางโดยดาวเคราะห์ที่เคยเคลื่อนที่ในวงโคจรที่ยาวกว่า แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของดาวหางและดาวพฤหัสบดี วงโคจรของดาวหางสามารถเพิ่มขึ้นและลดลงได้ วงโคจรของดาวหางเป็นระยะสามารถเปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างมาก ในกรณีหนึ่ง ดาวหางโคจรผ่านหลายครั้งใกล้โลก อาจเป็นเพราะดึงดูดดาวเคราะห์ยักษ์ ดังนั้นให้เปลี่ยนวงโคจรของมันจนทำให้ไม่สามารถสังเกตได้ ในทางกลับกัน ดาวหางที่ไม่เคยสังเกตมาก่อนจะมองเห็นได้ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของมันเนื่องจากการเคลื่อนผ่านเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์ แต่การเปลี่ยนแปลงของวงโคจรอย่างมากนั้นหายากมาก อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ วงโคจรของดาวหางมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แต่นี่ไม่ใช่เพียงเหตุผลของการหายตัวไปของดาวหางเท่านั้น
นอกจากนี้ ดาวหางจะสลายตัวค่อนข้างเร็ว ตัวอย่างนี้คือดาวหางบีลา เปิดทำการเมื่อ พ.ศ. 2315 หลังจากนั้น มีการสังเกตสามครั้ง และในปี 1845 ปรากฎว่ามีการขยายขนาด และในปีหน้า ผู้สังเกตการณ์ก็ประหลาดใจที่ได้เห็นดาวหางหนึ่งดวงซึ่งอยู่ใกล้กันมากเมื่อคำนวณแล้ว พบว่าดาวหางแยกตัวออกเมื่อปีก่อน แต่เนื่องจากส่วนประกอบถูกฉายแบบหนึ่งทับกัน พวกเขาไม่ได้สังเกตสิ่งนี้ในทันที ในการสังเกตดาวหางครั้งต่อไป ส่วนหนึ่งมีขนาดเล็กกว่าอีกส่วนหนึ่งอย่างเห็นได้ชัด และอีกหนึ่งปีต่อมาไม่มีใครสังเกตเห็นมัน แม้ว่าการตัดสินโดยฝนดาวตกจะเคลื่อนผ่านวงโคจรของดาวหางในอดีตอย่างเคร่งครัด แต่ก็ปลอดภัยที่จะบอกว่ามันถล่มลงมา
หางดาวหาง
ยังเป็นวัตถุที่น่าสนใจทีเดียว มันมักจะถูกชี้นำจากดวงอาทิตย์เสมอ ถ้าดาวหางอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์พอสมควร จะไม่มีหางร้อยหางเลย แต่ยิ่งเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากเท่าไร หางก็ยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น กระแสเลือดและแรงกดเบา ๆ ผลักหางของดาวหางออกจากดวงอาทิตย์ หากสังเกตเห็นการควบแน่นหรือเมฆที่หาง ก็สามารถวัดความเร็วของการเคลื่อนที่ของสสารที่ประกอบขึ้นได้ มีบางครั้งที่ความเร็วของสสารในหางของดาวหางนั้นใหญ่มาก และเกินแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ถึงร้อยเท่า แม้ว่าบ่อยครั้งค่านี้จะไม่เกินหลายครั้ง
เพื่อความสะดวก เป็นเรื่องปกติที่จะแบ่งหางของดาวหางออกเป็นสามประเภท:
- Type I เป็นหางที่มีแรงผลักมากกว่าสิบถึงร้อยเท่าของแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ หางดังกล่าวตั้งอยู่เกือบตรงจากดวงอาทิตย์
- Type II - มีแรงดึงดูดมากกว่าแรงดึงดูดเล็กน้อย หางนั้นโค้งเล็กน้อย
- Type III - มีหางที่โค้งมนอย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์นั้นน่ารังเกียจมากกว่า
ไม่สามารถกำหนดมวลที่แน่นอนของดาวหางได้ เนื่องจากมีขนาดเล็กเกินไปที่จะมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ สมมุติว่าขีดจำกัดสูงสุดของมวลดาวหางคือ 10 (-4) จากโลก อันที่จริง ค่านี้อาจน้อยกว่ามาก
สรุปได้ว่าความหนาแน่นของสสารที่ดาวหางประกอบขึ้นเป็นองค์ประกอบก็ค่อนข้างต่ำเช่นกัน นิวเคลียสของดาวหางรายล้อมไปด้วยสภาพแวดล้อมของก๊าซที่หายากมาก ตัวมันเองเป็นของแข็งและมีความยาวประมาณหนึ่งถึงสามสิบกิโลเมตร ประกอบด้วยสารระเหยแต่อยู่ในสถานะของแข็ง เมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์เกิดการระเหิดของน้ำแข็งซึ่งเป็นผลมาจากการที่เรามองเห็นหาง