A legtöbb ókori csillagász légköri jelenségnek, a Föld "kipárolgásainak" vélte az üstökösöket. Egészen 1557-ig nem jöttek rá arra, hogy ezek az égitestek a Hold mögött járnak. Abban az évben ugyanis feltűnt egy üstökös, amelyet Tycho Brahe megvizsgált és megállapította, hogy a csillagokhoz viszonyított helyzete Európa minden pontjáról vizsgálva ugyanaz. Az üstökösöket elsőként egy angol csillagász, Edmund Halley tekintette olyan, a Nap körül keringő égitesteknek, amelyek Newton gravitációs törvénye által megszabott pályákon keringenek.
Az üstökösök kisebb porból és jégből álló égitestek, amelyek legjobban egy "piszkos hógolyóhoz" hasonlíthatók. Ebbe a néhány kilométer (1 km - 100 km) átmérőjű jégrögbe szilikátpor-részecskék és nagyobb kőzetdarabok ágyazódtak be.
- Miközben az üstökösök közelednek a perihéliumhoz, az óriásbolygók pályáikat perturbálják.
- Nyugodtan mondhatjuk, hogy az üstökösök általában a Naprendszerhez tartoznak, de az elszenvedett perturbációk hatására egy részük elhagyhatja a Naprendszert. Egyébként a Nap közelében elhaladó üstökösöket főként a Jupiter és a Szaturnusz térítheti el eredeti pályájukról, így jönnek létre a hiperbolikus üstökösök. A perturbációk mértékéről képet kaphatunk a Brookes-2 üstökös kapcsán: keringésideje 1896-ban a Jupiter mellett elhaladva a korábbi 29,2 évről 7,07 évre változott.
Üstökösök osztályozása
pályájuk szerint- hosszú periódusú üstökösök: keringési idejük meghaladja a 200 évet, ez idő legnagyobb részében a bolygópályákon kívül tartózkodnak, pályasíkjaik és a Naprendszer szimmetriasíkja között semmiféle összefüggés nincs, pályájuk excentricitása nagyon-nagyon közel van az 1-hez.
- rövid periódusú üstökösök: keringési idejük 200 évnél kevesebb, pályasíkjaik illeszkednek a Naprendszer szimmetriasíkjához, pályájuk excentricitása 0,2 - 0,7 közé esik.
Üstökösök szerkezete
Amikor az üstökös még nagy távolságra van a Naptól, egyetlen szilárd testet képez, amelyet magnak nevezünk.
Ilyenkor a mag amely csak a Nap fényét reflektálja még oly halvány, hogy a Földről nézve rendszerint nem látható. A mag tömege igen kicsi, 10e13 - 10e17 kg között van. A mag tömegének maximális értékét olyankor lehetett megbecsülni, amikor az üstökös egy kisebb égitest pl. egy Jupiter-hold mellett haladt el, annak mozgásában semmiféle kimutatható perturbációt nem okozott. A mag átmérője 1 - 100 km között váltakozhat.
Amikor
A csóva formája sokféle lehet, mégis két alapvető csoportba oszthatjuk őket:
- I. típus: meglehetősen egyenes csóva, amely a Nappal ellentétes irányban, pontosan az üstökös-Nap irányban helyezkedik el. (ioncsóvának vagy gázcsóvának is nevezik) Az ioncsóva sűrűsége még a kómáénál is kisebb.
- II. típus: görbült csóva, esetenként egyidejű kapcsolatban az I. típussal. Színképe folytonos, ami a fénynek mikroszkopikus méretű porszemcséken való szóródására utal. (porcsóvának is nevezik) A kómából a csóvába áramló gázok által kiragadott szilárd porrészecskéket tartalmazó csóva, a porcsóva rendszerint rövidebb mint az ioncsóva, nem mutat annyi részletet sem ugyanakkor gyakran elgörbül. Alakját elsősorban a sugárnyomás határozza meg. Néha ez a porcsóva elválik az ioncsóvától.
- Bár ritkán, de előfordulhatnak ellencsóvák is. Ekkor egy porrétegről van szó, amely az üstököspálya síkjában terül el. Ha a Föld az üstökös pályasíkjának közelében helyezkedik el, akkor ennek a rétegnek éppen az élére látunk, így az egy finom sugár formájában láthatóvá válik. Ferde ránézési szög esetén viszont a réteg felületi fényessége oly kicsiny, hogy már nem tűnik elő.
A csóvák alakjában a Naprendszerben meglevő, kiterjedt mágneses térnek is szerepe van. Ezzel magyarázhatók a néha dugóhúzószerűen csavarodott üstököscsóvák.
Üstökösök élettartama
Fentebb már említettük, hogy az üstökösök hajlamosak szétesni. Naphoz közeli objektumoknál ez a folyamat elég gyorsan folyhat, a szétdarabolódás szó szerint a csillagászok szeme előtt történhet. (Shoemaker-Levy üstökös)A keringésenként bekövetkező tömegvesztésről (a Halley-üstökösnél az űrszondák mérései szerint 0,03%) szerzett adatokból adódik az a meglepő felismerés, hogy a feltűnő üstökösök közül sokan még nem lehetnek túl öregek. Ugyanez a tömegveszteség az Encke üstökösnél 0,2%. Az Encke üstökös rendkívül rövid periódusú objektum, és teljes mértékben a Jupiter pályáján belül van. Ennek ellenére az üstökös a gyenge fénye miatt nem mindig látható. Valószínűleg az Encke üstökösből néhány évszázad után nem sok minden marad meg.
"Üstökösvadászok"
Amikor Halley megmutatta, hogy az üstökösöket eredményesen lehet tanulmányozni Newton fizikája segítségével, az üstököskeresés népszerű sport és a gyors hírnév forrása lett mind a csillagászok, mind az amatőrök körében. A lelkes üstököskeresőnek az estéket és a hajnalokat -az eget pásztázva- távcsöve mellett kellett töltenie, ügyelve minden olyan ködfoltra (gondoljunk az üstökös kómájára), amely egy cseppet is határozatlanabb, mint a csillagok vagy amely hasonló az ég többi ködfoltjához. Ha megtalál egy ilyet, azt azonnal be kell jelölnie a térképére és azt a következő éjjel is meg kell néznie, abban a reményben hátha elmozdul. Ha nem mozog akkor ködfolt és ezért az "állandó" megjelöléssel kell ellátni a térképen, hogy a későbbiek során már ne okozzon zavart. Ha viszont mozog, a lehetőségekhez képest több alkalommal is meg kell határozni a koordinátáit. Legalább három pontos megfigyelés birtokában már érdemes a megfigyelést közétenni és a pályát kiszámítani.Az üstökösök megfigyelése révén gazdagabbá váltak a megfigyelő csillagászoknak a fogyatkozásokra és a bolygómozgásokra vonatkozó ismeretei. A ködök tanulmányozása azonban teljesen alkalomszerű volt, s az 1770 előtti ködfoltokra vonatkozó megfigyelések csupán az üstökös-megfigyelések melléktermékei voltak.
1784-ben Charles Messier és Pierre Mechain egy listát tett közzé. Ez 103 olyan ködfoltot tartalmazott, amelyeket a megelőző három évtizedben fedeztek fel az üstökösvadászok. A lista további kutatások kiindulópontja lett. Ezek a kutatások nyitották meg a Tejút szerkezetére vonatkozó mélyebb ismereteink sorát, és továbbvezettek az extragalaxisok felé. Nehéz mutatni még egy ilyen szerényen közzétett, de annál nagyobb jelentőségű munkát. Messier és Mechain minden kommentártól tartózkodott, csupán a ködök és halmazok helyeit és ezek rövid leírását adta.
Messier élete nyugodtabb szakaszaiban üstökösvadászattal foglalkozott. XV. Lajos szerint "üstökösnyomozó" volt. Katalógusát (65 k gif) 110 elemre kiegészítve ma is használják. A benne felsorolt objektumok katalógusjele: M pl. M1 (20 k gif) azaz a Rák-köd.
