几千年来，生活在地球上的人类一直在仰望着天空中的彗星。在许多古老的文化中，彗星被视为不祥之兆，但现在科学家已弄清楚，彗星其实是由尘埃、气体和岩石凝结而成的星球，数十亿年之前可能一直在向地球等行星输送水分。

彗星本身是非常有趣的存在，但同时他们又可以提供太阳系其他方面的信息。具体来讲，彗星可用于各种实验室研究太阳射出的粒子流，也就是太阳风。

天文学家根据NASA钱德拉X射线天文台收集的两颗彗星的数据进行了研究，并在近期公布了研究结果。两颗彗星分别被命名为C/2012 S1（也称为“ISON彗星”）和C/2011 S4（“泛星彗星”）。

钱德拉在2013年观测到ISON彗星和泛星彗星，他们距离地球相对较近，分别约为9000万和1.3亿公里。在冥王星轨道外侧有一个硕大无比的冰团，即奥尔特云，而这两颗彗星正是从遥远的奥尔特云飞抵太阳系内侧的。

图片所示的是天体摄影学家达米恩·皮迟在两颗彗星距离太阳较近时，在地面上拍摄的彗星光学图像，结合数字化巡天项目提供的数据，展现出较为广阔的视野。（ISON的绿光是由特殊气体形成的，如氰气，其中含有碳和氮气，是一种由彗核挥发出来的气体。）

插图所示为钱德拉从各彗星上探测到的X射线。两颗彗星的X射线荧光（紫色）呈现不同形状，这说明太阳风在不同的观测时间和不同的彗星大气层是不同的。一方面，ISON彗星呈现完美的抛物线形状，说明大气层气体密度较高；另一方面，泛星彗星的X射线辐射弥散，说明气体浓度较低而尘埃较多。

科学家确定，太阳风粒子冲击彗星大气层时，彗星即产生X射线辐射。虽然太阳风中的粒子大部分是氢原子和氦原子，但观测的X射线辐射其实是来自于“重”原子（也就是比氢和氦重的元素，如碳和氧）。这些原子的大部分电子脱离后，与彗星大气层中的中性原子发生撞击。在“电荷交换”过程中，电子在一种中性原子（通常为氢）和太阳风中的一种重原子之间交换。发生撞击后，所俘获的电子在进入较小轨道时即放射出X射线。

借助钱德拉数据，科学家估算出了太阳风中碳和氮的含量，所得数值与NASA先进成分探测器（ACE）等其他仪器独立推导出的数据相一致。同时，还获得了太阳风中氖含量的新测量数据。

为分析钱德拉获得的ISON彗星和泛星彗星数据而制作的精细模型可显示出用于推导太阳风成分的X射线观测值。利用该技术并结合钱德拉数据，可探究出太阳风与其他彗星、行星和星际气体之间的相互作用。

2016年2月20日发行的一期天体物理期刊上刊登了一篇文章对这些结果进行了描述，这篇文章可在网上搜到。文章作者包括Bradford Snios和Vasili Kharchenko（康涅狄格大学）、Carey Lisse（约翰霍普金斯大学）、Scott Wolk（哈佛-史密森天体物理中心）、Konrad Dennerl（马克斯·普朗克地外物理研究所）和Michael Combi（密歇根大学）。

位于阿巴拉州亨茨维尔市的NASA马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿科学任务理事会的钱德拉计划。位于马萨诸塞州坎布里奇的史密森天体物理天文台负责控制钱德拉的科研和飞行作业。

天体摄影学家拍摄的ISON彗星和泛星彗星的光学图像，附钱德拉提供的X射线插图