Кометы отличаются от астероидов при открытии благодаря их демонстрации комы, или атмосферы, и возможно хвоста (или потоков или джетов, которые являются типично маленькими хвостами), который указывает в принципе (но не всегда) в противосолнечном направлении (фактически джеты – являющиеся маленькими деталями близкими к ядру кометы – проистекают из ядерной области практически во всех направлениях, особенно в направлении Солнца). Кометы как правило демонстрируют возрастающую плотность света по направлению к центру комы (которая также является местом откуда истекает хвост). Временами эта конденсация будет отсутствовать или даже будет выглядеть звездообразно, и внешний вид этой конденсации породил термин «ядро». Уже в 1687, Исаак Ньютон предположил в своих Принципах, что «тела комет цельные, компактные, твердые и прочные как тела планет. Ибо если бы они были ничем иным кроме испарений, паров Земли, Солнца и других планет, эта комета в своем прохождении рядом с Солнцем немедленно бы рассеялась». Но, благодаря присутствию интенсивности пыли и газа внутренней комы, окружающих истинное ядро кометы, подлинное ядро кометы редко (если вообще когда-либо) обнаруживается с Земли. Как правило, центральная конденсация временами упоминается как «ложное ядро». Изображение этого «ложного ядра» чрезвычайно разнообразно, когда оно наблюдается через различные инструменты – при движении от больших апертур и/или фокальных отношений до маленьких апертур и/или фокальных отношений в телескопах. Комета С/1983 Н1 (IRAS-Араки-Алкок) прошла в пределах 40’000’000 км от Земли в мае 1983 года, хотя радар просканировавший кометное ядро предположил его размер около 1 км., оптические изображения наилучшего разрешения показывали лишь только «планетарный диск» размером ~ 25км, без фазового эффекта обыкновенно заметного на планетарных дисках (и таким образом демонстрирующие, что мы видели только оптически плотное облако цельных частиц близких к ядру). Подлинное ядро, довольно маленькое по отношению к коме. Ядро в большинстве случаев имеет размер от одного до нескольких километров в поперечнике, а кома в пределах от тысяч до миллионов километров (в зависимости от расстояния от Солнца и Земли, от размера ядра и количества активных зон на ядре, и от наблюдаемой длины волны). Справедливо можно подумать о комете как о маленькой (или малой) планете на собственных правах, с комой являющейся в общем квазивремменной атмосферой. Единственным кометным ядром, которое было изображено недвусмысленно и разрешено на детали является ядро кометы 1Р/Галлея в течение мартовских 1986 года пролетов космических станций Вега и Джотто. Ядро кометы Галлея, было больше (* 8 км * 8км * 15 км в размере, в некотором роде в форме арахисового орешка или картофелины) и темнее (альбедо * 0.04), и содержало множество различимых деталей в изображениях Джотто, включая «кратер», «цепочку холмов» и «гору», и яркие газово-пылевые джеты истекающие из ограниченно распространенных отверстий преимущественно в сторону Солнца. Вращение кажется играет важную роль в кометных ядрах, но такое движение может быть довольно нерегулярным из-за несферичности ядер. Изучаемые учеными снимки Джотто в видимых лучах насчитывают 17 раздельных пылевых раскаленных нитей истекающих из разных мест кометного ядра активных преимущественно на солнечной стороне (как и ожидалось), но только около 10% всей поверхности казались активными – предположительно потому, что большая часть ядра 1Р/Галлея покрыта трудно испаряющейся мантией. Общая плотность кометного ядра неизвестна, но предполагается между * 0.2 и 1.0 г/см3 (когда плотность водяного льда составляет 1 г/см3). Большая часть астрономов кометчиков верят, что средняя комета имеет плотность в диапазоне 0.2 – 0.6 г/см3, а Фред Уиппл сравнил эту плотность с плотностью «шарика воздушной кукурузы». Однако существуют кометы, которые вполне могут иметь общие плотности * 1.0 г/см3, и вероятно, что кометы действительно имеют скорее широкий диапазон по общим плотностям.
Когда комета приближается к Солнцу, возрастание эффекта солнечной радиации заставляет кометные льды испаряться и извергаться из ядра со скоростями около 1 км/с , эта материя состоит из газов, сопутствующей пыли и маленьких «камней» отсылающихся непосредственно в расширяющуюся атмосферу, или облако, окружающее ядро и известное как кома. Наблюдения показали «скорость общего газового производства» для комет типа 1Р/Галлея (на 1 а.е. от Солнца) – Q * 3 * 1029 молекул в секунду, и сравнимую скорость пыли (соответствующую * 10’000 кг в секунду). Плотность газа вблизи кометного ядра оценивается в этом случае около 3 * 1012 молекул на кубический сантиметр (сравнимо с * 1019 молекул/см3 в земной атмосфере вблизи земной поверхности), падающую до * 1’000’000 молекул/см3 на 5000 км от ядра, температуры этой материи охватывают диапазон от -250* до –75*С. Размер кометной комы в видимых лучах может превосходить 100’000 или даже 1’000’000 км, в лучах видимого спектра комета, С/1995 О1 (Хейла-Боппа) щеголяла комой в 3 миллиона километров в октябре 1996. В добавок, когда комета находится в пределах 1а.е. от Солнца, образуется протяженная водородная кома (предположительно от молекул диссоциировавшей воды) видимая в ультрафиолетовых лучах, которая может простираться на 1 – 10 миллионов км от ядра кометы .
Кометный хвост, образовавшийся в большей степени как результат столкновения материи комы с частицами солнечного ветра и выметенный в противосолнечном направлении магнитным и динамическим давлениями, может быть так же обнаружен и около других планет (больших и малых) в солнечной системе, хотя и не такой очевидный в видимой части спектра. Частицы пыли выпускаемые из кометного ядра не всегда находятся в противосолнечном направлении, потому что на них не влияют магнитные свойства солнечного ветра таким же образом каким они влияют на газовые частицы. Газовые хвосты склонны быть более прямыми, с резкими изгибами часто видимыми благодаря внезапным изменениям в локальных свойствах солнечного ветра по отношению к кометной материи, эта материя в так называемых плазменных хвостах отлетает от кометного ядра со скоростями в диапазоне 20 – 250 км/с.
Пылевые хвосты имеют тенденцию быть более или менее сильно искривленными, с движениями частиц пылевого хвоста зависящими от орбитального движения кометного ядра вокруг Солнца, вида и степени излета из кометного ядра, столкновений с другими кометными частицами, и моментов движения сообщаемых кометным частицам давлением солнечной радиации. Такие хвосты редко демонстрируют какую бы то ни было структуру, но существуют и выдающиеся исключения (такие как комета С/1975 V1 Вест; O.S. VI = 1975n), которые вносят большой вклад в наше знание о пылевых хвостах посредством таких особенностей как бороздки (вплоть до двух дюжин практически прямых полос света пересекающих хвостовой фон). Большие пылевые частицы остаются ближе к кометному ядру и могут образовывать такие видимые детали как так называемый «анти-хвост», который виден у многих комет главным образом когда Земля проходит через плоскость орбиты кометы, и поэтому пылевая материя в плоскости кометной орбиты рассматривается с острия. Это имеет место во время когда эклиптическая долгота Земли такая же как восходящий или нисходящий узел кометы (эти термины объясняются в следующем разделе). Для комет с большим наклоном орбиты, это может ограничивать видимость анти-хвоста до нескольких дней с любой стороны прохождения плоскости кометы, хотя комета с небольшим наклонением орбиты могут теоретически демонстрировать анти-хвост в течение намного большего периода времени (так как Земля задерживается вблизи кометной плоскости). Анти-хвост состоит из тяжелых пылевых частиц размерами 0.1 – 1.0 мм, которые окончательно покидают ядро за 2 – 3 месяца до наблюдения, в то время как «нормальный» пылевой хвост состоит из малых частиц покидающих кометное ядро за несколько дней.
Некоторые кометы демонстрируют значительные хвосты на больших гелиоцентрических расстояниях, комета С/1987 Н1 (Шумейкер) показывала хвост длиннее 1’200’000 км на r = 7.65 а.е., а множество других комет демонстрируют хвосты за пределами r = 9 а.е.. На 1 а.е. от Солнца, кометы могут представлять хвосты в 1 а.е. или длиннее (сотни миллионов километров), но такие кометы редки. Кометы время от времени показывают хвосты длиннее 20* на небе, для наблюдателей расположенных на Земле, но это бывает достаточно редко (около одной кометы 10 – 15 лет). В принципе, хвост кометы на небе не может превосходить своего фазового угла (см. раздел 2.5.1). Пылевые «следы» простирающиеся вплоть до 48* неба наблюдались остающимися за короткопериодическими кометами в инфракрасном диапазоне (25 – 60 *м); эти следы считаются большими пылевыми частицами, которые могут сохраняться узкими следами осколков на протяжении сотен лет.
При более серьезном вовлечении в наблюдение комет, другие термины относящиеся к положению комет, их орбитам и морфологии станут более уместны, и они рассматриваются последовательно в этом руководстве с постоянно возрастающей детализацией.