彗星はどのように形成されるのか、どこから来るのか、そしてなぜ軌道が異なるのか

彗星はしばしば宇宙的なスノーボールと表現される：岩石、塵、凍結ガスからなる天体で、NASAの彗星概要によると太陽の周りを公転している。太陽から遠い場所では、彗星の氷の核（核と呼ばれる）は小さい——NASAはその大きさをおおよそ小さな町くらいと比較している。彗星が太陽に近づくと、熱によってこれらの凍結ガスが蒸発し、ほとんどの惑星より大きく成長する可能性のあるコマと呼ばれる明るい頭部を生成し、さらに何百万マイルにも及ぶ可能性のある塵とガスの尾を生成する。

彗星はどこで生まれるのか

NASAによると、彗星は太陽系形成時代の残骸である。太陽系全体にランダムに分散する代わりに、ほとんどは2つの異なる貯蔵領域に集中している：ネプチューンの軌道を超えて始まるカイパーベルトと、はるかに遠いオールトの雲である（NASAのカイパーベルト事実ページによると）。

カイパーベルトはドーナツ形の氷の天体の領域で、ネプチューンの軌道の近く（太陽からおおよそ30天文単位（AU））で始まり、その主要部分では約50 AUまで広がっており、より散在したディスクはほぼ1,000 AUに達している（NASAによると）。それは1951年にトランス・ネプチューン天体の理論的業績を発表した天文学者ジェラルド・カイパーにちなんで名付けられた。ただし、カイパーベルト天体の実際の発見は1990年代初期まで始まらなかった（1930年に発見されたプルートが最初のそのような天体であったが、当時はそのように認識されていなかった）。これまでに2,000以上の天体が登録されており、科学者たちは幅60マイル（100キロメートル）以上の天体が数十万個この領域に存在すると推定している（NASAによると）。

オールトの雲はカイパーベルトをはるかに超えて広がっており、ヨーロッパ宇宙機関（ESA）によると太陽から数千億キロメートルに及ぶ。その広大な距離と通過する星および銀河の潮汐力による重力影響により、より平らで円盤状のカイパーベルトとは異なり、球状の形を持つと考えられている。

軌道が異なる理由：短周期彗星対長周期彗星

彗星が由来する貯蔵庫は、天文学者がその軌道をどのように分類するかを決定する。ESAの彗星インターセプター任務ページは、軌道周期と彗星が惑星の平面（黄道）に対して移動する角度に基づいて、いくつかのカテゴリーを区別している。

木星族彗星は20年未満で軌道を完成させ、惑星の平面に近く、木星の軌道付近で移動する；それらのパスはESAによると木星の重力によって強く形作られている。ハレー型彗星は20～200年の周期を持ち、木星とプルートの軌道の間を移動し、惑星の平面に対して0～90度のあらゆる角度で太陽に接近することができる——ハレー彗星は、約76年ごとに戻ってくることで、ESAによって引用される最も有名な例である。

木星族彗星とハレー型彗星の両方は短周期彗星として分類され、NASAのカイパーベルトページはほとんどの短周期の木星族彗星をカイパーベルトでの衝突に帰しており、ネプチューンの重力的影響下で太陽方向に破片を送り出している。

対照的に、長周期彗星は200年から100万年以上の軌道周期を持つ（ESAによる）。これらの彗星はほとんど内部太陽系に到達せず、本質的にランダムな方向と角度から接近する傾向があり、惑星の平面に沿うのではなく——より平らな円盤状のカイパーベルトではなく、ほぼ球状のオールトの雲に由来することと一貫しているパターン。長周期彗星はまれにしか近距離で観測されないため、ESAの彗星インターセプター任務は最初に1つを近距離で研究することを目指している。

その他の軌道カテゴリー

ESAはまた、太陽に極めて接近して通過し、しばしば熱で分裂または蒸発する太陽掠過彗星、および惑星との接近遭遇により太陽の重力を逃れて太陽系を完全に離れるのに十分な速度を獲得することができる非周期彗星を説明している。別に、1I/'Oumuamuaなどの星間天体は、他の星の周りで形成された後、私たちの太陽系を通過したと考えられている外彗星である（ESAによると）。

彗星は何で構成されているのか

NASAは彗星を岩石、塵、凍結ガスで構成されていると説明している。特にカイパーベルトの物質はNASAによって岩石、水氷、アンモニア、メタンを含む氷の残骸として説明されており、プルートやエリスなどの矮惑星を含む、600マイル（約965キロメートル）以上に及ぶ一部の天体がこの領域を共有している。NASAはまたカイパーベルトの総推定質量は地球の質量の約10%以下であることに注意している。

太陽に近づくことを何度も繰り返すことで、彗星の氷は徐々に消費される。NASAのカイパーベルトページは、そのような彗星はやがて静止することができ、活動彗星を定義する目に見えるコマと尾を生成しなくなることに注意している。