ดาวหาง คือ ก้อนน้ำแข็งสกปรก ซึ่ง เฟรด แอล. วิปเปิล (Fred L. Whipple) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกันได้เสนอไว้ เมื่อ พ.ศ. ๒๔๙๓ และปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ส่วนมากก็เห็นด้วยเช่นนั้น ที่เรียกว่า เป็น ก้อนน้ำแข็งสกปรก เพราะประกอบด้วยน้ำแข็งและก้อนหินขนาดต่างๆ ปนกันจำนวนมาก รวมทั้งแก๊สหลายชนิดที่อยู่ในสถานะของแข็ง

ลักษณะของดาวหางที่แตกต่างกัน

            ดาวหาง ถูกดวงอาทิตย์ดึงไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง จึงเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์คล้ายดาวเคราะห์ หรือดาวเคราะห์น้อยทั้งหลาย นักดาราศาสตร์เรียกดาว ที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ว่า บริวารของดวงอาทิตย์ โลกของเราเป็นดาวเคราะห์ ที่เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์รอบละ ๑ ปี โลกจึงเป็นบริวารดวงหนึ่งของดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์ และบริวารทั้งหมด ของดวงอาทิตย์ รวมกัน เรียกว่า ระบบสุริยะ ดังนั้น ดาวหางจึงอยู่ในระบบสุริยะ วงโคจรของโลก รอบดวงอาทิตย์ และวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่นเป็นวงรี แต่ไม่รีมากเท่ากับวงโคจรของดาวหาง กล่าวคือ เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ในระยะดาวพุธ หรือดาวศุกร์ หรือโลกแล้ว ดาวหางส่วนใหญ่จะเคลื่อนที่ไกลออกไป จนเลยวงโคจรของดาวพลูโต หลังจากนั้น จึงวกกลับมา ในเวลาหลายพันปี หรือยาวนานกว่านั้น แต่ดาวหางบางดวง โคจรรอบดวงอาทิตย์ ๑ รอบโดยใช้เวลาน้อยกว่านี้ เช่น ดาวหางเอ็งเก เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์รอบละเพียง ๓.๓ ปี เท่านั้น

โครงสร้างของดาวหาง

            ลักษณะที่ปรากฏของดาวหางที่แปลกที่สุด คือ มีหางยาวชี้ไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ คนไทยจึงเรียกว่า ดาวหาง ส่วนชาวตะวันตกเรียกว่า comet ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษาละตินว่า coma (ภาษากรีกว่า kome) แปลว่า เส้นผม ดาวหางมีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบกับดาวเคราะห์ หรือบริวารของดาวเคราะห์ ขณะที่เห็นเป็นดาวหางนั้นจะประกอบด้วย ๒ ส่วน คือ ส่วนที่เป็นของแข็ง กับส่วนที่เป็นแก๊สและฝุ่น ส่วนที่เป็นของแข็ง เรียกว่า ใจกลางหัว หรือนิวเคลียส (nucleus) ซึ่งเล็กมาก อาจมีเส้นผ่าศูนย์กลางเพียง ๑ - ๔๐ กิโลเมตรเท่านั้น จึงไม่สามารถมองเห็นได้จากโลก แม้จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ แต่ในขณะที่ดาวหางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ ความร้อนจะทำให้น้ำแข็งที่อยู่ผิวนอก ของใจกลางหัวกลายเป็นไอ เรียกว่า การระเหิด จะมีฝุ่นชิ้นเล็กๆ และก้อนหินขนาดต่างๆ กระเด็นออกไป พร้อมแก๊สหลายชนิดด้วย สิ่งเหล่านี้กระจายออกไปอยู่โดยรอบนิวเคลียส กลายเป็น หัว หรือ โคม่า (coma) ของดาวหาง หัวของดาวหางจึงเป็นแก๊สและฝุ่น เฉพาะใจกลางหัวเท่านั้นที่เป็นของแข็ง หัวมีเส้นผ่าศูนย์กลางเป็นแสนกิโลเมตร จึงโตพอ ที่จะสังเกตเห็นได้ในกล้องโทรทรรศน์ หรือถ้าอยู่ใกล้โลก ก็เห็นได้ด้วยตาเปล่า เพราะฝุ่นสะท้อนแสงอาทิตย์มาเข้าตาเรา ไฮโดรเจนซึ่งเป็นแก๊สเบาที่สุดและขยายตัวเร็วกว่าแก๊สอื่นๆ กลายเป็นเมฆไฮโดรเจนอยู่รอบหัว มีขนาดโตกว่าเส้นผ่าศูนย์กลาง ของดวงอาทิตย์ แต่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า นักดาราศาสตร์ตรวจพบเมฆไฮโดรเจนได้ ในแสงอัลตราไวโอเลต

ลักษณะของดาวหางที่แตกต่างกัน

            พลังงานจากดวงอาทิตย์ในรูปของลมสุริยะ และพลังงานของการแผ่รังสีจะผลักให้แก๊สและฝุ่นในหัวของดาวหาง ไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ กลายเป็น หาง หางของดาวหางยาวมากเป็นหลายสิบล้านกิโลเมตร บางดวงมีหางยาว มากกว่าระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ วัตถุที่อยู่ในหาง สะท้อนแสงอาทิตย์และเรืองแสง เราจึงมองเห็นหางของดาวหางได้ แต่ทั้งหัว เมฆไฮโดรเจน และหางบางมาก จึงสามารถมองทะลุเห็นดาวอื่น ที่อยู่เบื้องหลังได้

            หางของดาวหางมี ๒ ลักษณะ คือ หางฝุ่น และ หางแก๊ส หรือ หางพลาสมา หางฝุ่นเป็นหางโค้งและสะท้อนแสงอาทิตย์ มองเห็นได้ชัด มีสีขาวเหลือง ส่วนหางแก๊สเป็นหางตรงและเรืองแสง มีสีน้ำเงินเนื่องจากไอออนของคาร์บอนมอนอกไซด์ ดาวหางจึงไม่สว่างเพราะการเผาไหม้ แม้จะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากก็ตาม แต่ดาวหางก็ยังปรากฏให้เราเห็นได้ เพราะดาวหางสะท้อนแสงและเรืองแสงจากพลังงานของดวงอาทิตย์

ลักษณะของดาวหางที่แตกต่างกัน

            มวลส่วนใหญ่ของดาวหางอยู่ที่ใจกลางหัวซึ่งเป็นของแข็ง แต่เมื่อเทียบกับโลกแล้วอาจมีมวลเพียงหนึ่งในร้อยล้านของโลก แม้ว่า จะเล็กมาก เมื่อเปรียบเทียบกับโลก หรือดวงจันทร์ ก็สามารถคำนวณได้ว่า ดาวหางมีมวลเป็นแสนล้านตันเลยทีเดียว นับว่า มากพอๆ กับดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็ก ดังนั้น หากดาวหางดวงใหญ่มาชนโลก ย่อมทำให้เกิดความเสียหายแก่โลก ได้มากมายมหาศาล

ความแตกต่างระหว่างดาวหางกับดาวเคราะห์น้อย

            ดาวหาง และดาวเคราะห์น้อย เป็นวัตถุขนาดเล็ก ที่เป็นเศษเหลือ จากการสร้างดาวเคราะห์ บางดวงเป็นวัตถุอันตรายที่อาจชนโลกได้ แต่มีความแตกต่างกัน ในเรื่องตำแหน่งที่อยู่ ทางโคจร องค์ประกอบ และขนาด

ลักษณะของดาวหางที่แตกต่างกัน

            องค์ประกอบทางเคมีของดาวหาง

            จากการศึกษาวิเคราะห์ฝุ่นของดาวหางฮัลเลย์โดยยานอวกาศ เมื่อ พ.ศ. ๒๕๒๙ พบว่า ฝุ่นในหางของดาวหางฮัลเลย์มี ๓ ประเภท คือ

                        ประเภทแรก เกือบทั้งหมดเป็นธาตุคาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) และ ไนโตรเจน (N) ซึ่งเรียกรวมๆ กันว่า อนุภาคชอน (CHON)

                        ประเภทที่ ๒ มีแร่ธาตุซิลิเกต เหมือนในหินที่เป็นเปลือกโลก ดวงจันทร์ ดาวอังคาร และอุกกาบาตส่วนใหญ่

                        ประเภทที่ ๓ มีมากที่สุด เป็นส่วนผสมของ ๒ ประเภทแรก

            ส่วนโมเลกุลของแก๊สที่อยู่รอบใจกลางหัวดาวหางฮัลเลย์ เป็นไอน้ำประมาณร้อยละ ๘๐ เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ประมาณร้อยละ ๑๐ เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)  ประมาณร้อยละ ๓ - ๕ และเป็นพอลิเมอร์ของฟอร์มาลดีไฮด์ ร้อยละ ๒ - ๓ ที่เหลือเป็นแก๊สอื่นๆ ที่มีปริมาณน้อย

การแผ่รังสีจะผลักให้แก๊สและฝุ่นในหัวของดาวหางพุ่งไปในทิศทางตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ กลายเป็นหาง

            ใจกลางหัวของดาวหางฮัลเลย์ มีความหนาแน่นเพียงประมาณ ๐.๒๕ กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งและฝุ่น มีรูพรุนมากมาย แก๊สที่อยู่ในสถานะของแข็งอย่างอื่น อาจเป็นน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แข็ง) แอมโมเนียแข็ง มีเทนแข็ง ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของอนุภาคชอนในหางฝุ่น