โครงสร้างแกนกลางที่ เป็นของแข็งของดาวหางเรียกว่านิวเคลียส นิวเคลียสของดาวหางประกอบด้วยหินฝุ่นน้ำแข็งและคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ มีเทน และแอมโมเนียที่แข็งตัว[ 18 ]ด้วยเหตุนี้^{จึงมักถูก}อธิบายว่าเป็น "ก้อนหิมะสกปรก" ตามแบบจำลองของเฟรด วิปเปิล^{[ 19 ]}อย่างไรก็ตาม หลังจากการสังเกตการณ์การชนกันของดาวหาง 9P/Tempel 1 กับยาน สำรวจ " impactor " ที่ส่งโดยภารกิจ Deep Impact ของ NASA ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 คำว่า "ก้อนดินน้ำแข็ง" อาจเหมาะสมกว่า^{[ 20 ]} งานวิจัยที่ดำเนินการในปี พ.ศ. 2557 ชี้ให้เห็นว่าดาวหางเปรียบเสมือน " ไอศกรีมทอด " ตรงที่พื้นผิวของมันประกอบด้วยน้ำแข็งผลึกหนาแน่นผสมกับสารประกอบอินทรีย์ในขณะที่น้ำแข็งภายในนั้นเย็นกว่าและมีความหนาแน่นน้อยกว่า^{[ 21 ]}

โดยทั่วไปแล้วพื้นผิวของนิวเคลียสจะแห้ง มีฝุ่นหรือเป็นหิน ซึ่งบ่งชี้ว่าน้ำแข็งถูกซ่อนอยู่ใต้เปลือกผิวที่มีความหนาหลายเมตร นิวเคลียสประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์หลากหลายชนิด ซึ่งอาจรวมถึงเมทานอลไฮโดรเจนไซยาไนด์ฟอร์มาลดีไฮด์เอ ทาน อลอีเทน และอาจรวมถึงโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่า เช่น ไฮโดรคาร์บอนสายยาวและกรดอะมิโน [ ^{22 ] ใน}ปี 2009 มีการยืนยันว่าพบ กรดอะมิโนไกล ซีน ในฝุ่นดาวหางที่เก็บรวบรวมโดย ภารกิจ Stardust ของ NASA ^{[ 23 ]}ในเดือนสิงหาคม 2011 มีการเผยแพร่รายงานที่อิงจากการศึกษาอุกกาบาตของ NASAที่พบในโลก ซึ่งชี้ให้เห็นว่าส่วนประกอบของ DNAและRNA ( อะดีนีนกัวนีนและโมเลกุลอินทรีย์ที่เกี่ยวข้อง) อาจเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ น้อย และดาวหาง^{[ 24 ] [ 25 ]}

พื้นผิวด้านนอกของนิวเคลียสดาวหางมีค่าอัลเบโด ต่ำมาก ทำให้เป็นหนึ่งในวัตถุที่มีการสะท้อนแสงน้อยที่สุดที่พบในระบบสุริยะ ยานสำรวจอวกาศGiotto พบว่านิวเคลียสของดาวหางฮัลเลย์ (1P/Halley) สะท้อนแสงประมาณสี่เปอร์เซ็นต์ของแสงที่ตกกระทบ^{[ 26 ]}และDeep Space 1ค้นพบว่าพื้นผิวของดาวหาง Borrelly สะท้อนแสงน้อยกว่า 3.0% ^{[ 26 ]}เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วแอสฟัลต์สะท้อนแสงเจ็ดเปอร์เซ็นต์ วัสดุพื้นผิวสีเข้มของนิวเคลียสอาจประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน ความร้อนจากดวงอาทิตย์ขับไล่สารประกอบระเหย ที่เบากว่า ออกไป เหลือไว้เพียงสารประกอบอินทรีย์ขนาดใหญ่ที่มีแนวโน้มที่จะมืดมาก เช่นน้ำมันดินหรือน้ำมันดิบการสะท้อนแสงต่ำของพื้นผิวดาวหางทำให้พวกมันดูดซับความร้อนที่ขับเคลื่อนกระบวนการปล่อยก๊าซ^{[ 27 ]}

มีการสังเกตพบนิวเคลียสของดาวหางที่มีรัศมีสูงสุดถึง30 กิโลเมตร (19 ไมล์) ^{[ 28 ]}แต่การระบุขนาดที่แน่นอนนั้นทำได้ยาก^{[ 29 ]}นิวเคลียสของ322P/SOHO น่าจะ มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง100–200 เมตร (330–660 ฟุต) ^{[ 30 ]}การที่ไม่พบดาวหางขนาดเล็กกว่านี้ แม้ว่าเครื่องมือจะมีความไวมากขึ้น ทำให้บางคนเสนอว่าแท้จริงแล้วมีดาวหางที่มีขนาดเล็กกว่า100 เมตร (330 ฟุต) น้อย มาก^{[ 31 ] :}มีการประมาณค่าความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวหางที่รู้จัก¹³⁷ ดวงอยู่ที่ 0.6 กรัม/ซม^³ (0.35 ออนซ์/ลูกบาศก์นิ้ว) ^{[ 32} ] เนื่องจากมวลที่ต่ำ นิวเคลียสของดาวหางจึงไม่กลายเป็นทรงกลม ภายใต้ แรงโน้มถ่วง^ของตัวเองดังนั้นจึงมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ^{[ 33 ]}      

ผลลัพธ์จาก ยานอวกาศ RosettaและPhilaeแสดงให้เห็นว่านิวเคลียสของ67P/Churyumov–Gerasimenkoไม่มีสนามแม่เหล็ก ซึ่งบ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กอาจไม่ได้มีบทบาทในการก่อตัวของดาวเคราะห์น้อย ในช่วงแรก ^{[ 34 ] [ 35 ]}นอกจากนี้สเปกโทรกราฟ ALICEบนRosettaระบุว่าอิเล็กตรอน (ภายในระยะ1 กม. (0.62 ไมล์)เหนือนิวเคลียสของดาวหาง ) ที่เกิดจากการแตกตัวเป็นไอออนด้วยแสงของโมเลกุลน้ำโดยรังสีจากดวงอาทิตย์และไม่ใช่โฟตอนจากดวงอาทิตย์อย่างที่เคยคิดกันไว้ก่อนหน้านี้ เป็นสาเหตุของการเสื่อมสภาพของโมเลกุล น้ำและ คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของดาวหางไปยังโคมา^{[ 36 ] [ 37 ]}เครื่องมือบน ยานลงจอด Philaeพบสารประกอบอินทรีย์อย่างน้อยสิบหกชนิดบนพื้นผิวของดาวหาง ซึ่งสี่ชนิด ( อะเซตาไม ด์ อะซีโตนเมทิลไอโซไซยา เนต และโพรพิโอนัลดีไฮด์ ) ได้รับการตรวจพบเป็นครั้งแรกบนดาวหาง^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}  

กระแสฝุ่นและก๊าซที่ปล่อยออกมาจะก่อตัวเป็นชั้นบรรยากาศขนาดใหญ่และบางมากรอบดาวหางที่เรียกว่า "โคมา" แรงที่กระทำต่อโคมาโดยแรงดันรังสี ของดวงอาทิตย์ และลมสุริยะทำให้เกิด "หาง" ขนาดใหญ่ที่ชี้ออกไปจากดวงอาทิตย์^{[ 49 ]}

โดยทั่วไปแล้วโคมาประกอบด้วยน้ำและฝุ่น โดยน้ำมีสัดส่วนมากถึง 90% ของสารระเหยที่ไหลออกมาจากนิวเคลียสเมื่อดาวหางอยู่ห่างจาก ดวงอาทิตย์ 3 ถึง 4 AU (450 ถึง 600 ล้านกิโลเมตร; 280 ถึง 370 ล้านไมล์) ^{[ 50 ]}โมเลกุลH2O หลักถูกทำลายโดยการแยกตัวด้วยแสงเป็น หลัก และโดยการแตกตัวเป็นไอออนด้วยแสง ในระดับที่น้อยกว่ามาก โดยลมสุริยะมีบทบาทเล็กน้อยในการทำลายน้ำเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาเคมีแสง^{[ 50 ]}อนุภาคฝุ่นขนาดใหญ่จะเหลืออยู่ตามเส้นทางโคจรของดาวหาง ในขณะที่อนุภาคขนาดเล็กกว่าจะถูกผลักออกจากดวงอาทิตย์ไปยังหางของดาวหางด้วย แรง ดันแสง^{[ 51 ]}     

แม้ว่าแกนกลางที่เป็นของแข็งของดาวหางโดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่า60 กิโลเมตร (37 ไมล์)แต่โคมาอาจมีขนาดหลายพันหรือหลายล้านกิโลเมตร ในบางครั้งดาวหางอาจเกิดการปะทุของก๊าซและฝุ่นอย่างฉับพลันและรุนแรง ซึ่งในช่วงเวลานั้นขนาดของโคมาจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ประมาณหนึ่งเดือนหลังจากการปะทุในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 ดาวหาง17P/Holmesมีชั้นบรรยากาศฝุ่นที่เบาบางกว่าดวงอาทิตย์ในช่วงเวลาสั้นๆ^{[ 52 ]}ดาวหางใหญ่แห่งปี พ.ศ. 2354มีโคมาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณดวงอาทิตย์^{[ 53 ]}แม้ว่าโคมาจะมีขนาดใหญ่มาก แต่ขนาดของมันอาจลดลงเมื่อโคจรผ่านวงโคจรของดาวอังคารที่ระยะประมาณ1.5 AU (220 ล้านกิโลเมตร; 140 ล้านไมล์)จากดวงอาทิตย์^{[ 53 ]}ที่ระยะนี้ ลมสุริยะจะแรงพอที่จะพัดก๊าซและฝุ่นออกจากโคมา และทำให้หางขยายใหญ่ขึ้น^{[ 53 ]}      

ในปี พ.ศ. 2539 พบว่าดาวหางปล่อยรังสีเอ็กซ์ ออก มา^{[ 54 ]}ซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์ประหลาดใจอย่างมาก เพราะการปล่อยรังสีเอ็กซ์มักเกี่ยวข้องกับวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงมากโทมัส อี. เครเวนส์เป็นคนแรกที่เสนอคำอธิบายในช่วงต้นปี พ.ศ. 2540 ^{[ 55 ]} รังสีเอ็กซ์เกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างดาวหางและลมสุริยะ เมื่อไอออนลมสุริยะที่มีประจุสูงบินผ่านชั้นบรรยากาศของดาวหาง พวกมันจะชนกับอะตอมและโมเลกุลของดาวหาง "ขโมย" อิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าจากอะตอมในกระบวนการที่เรียกว่า "การแลกเปลี่ยนประจุ" การแลกเปลี่ยนหรือการถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังไอออนลมสุริยะนี้ตามมาด้วยการลดระดับพลังงานของไอออนลงสู่สถานะพื้นฐานโดยการปล่อยรังสีเอ็กซ์และโฟตอนอัลตราไวโอเลตระยะไกล^{[ 56 ]}

เมื่อดาวหางเข้าใกล้ดวงอาทิตย์แสง UV จะทำให้ก๊าซในโคมาแตกตัวเป็นไอออน เมื่อลมสุริยะมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคไอออนเหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่ เป็นโมเลกุลกลุ่ม OHและCO พลาสมาลมสุริยะจะชะลอตัวลงในบริเวณกว้างรอบดาวหาง ทำให้ เกิดคลื่นกระแทกแบบโบว์โหมดดาวหาง^{[ 57 ] : 1622}

คลื่นกระแทกรูปโค้งของดาวหางมีลักษณะคล้ายกับคลื่นกระแทกรูปโค้งแบบคลาสสิกที่สังเกตได้เมื่อสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ เช่น สนามแม่เหล็กที่อยู่รอบโลก ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ หรือดาวเนปจูน ทำปฏิกิริยากับลมสุริยะ อย่างไรก็ตาม ดาวหางไม่มีสนามแม่เหล็ก เช่นเดียวกับดาวอังคารและดาวศุกร์ กล่าวกันว่าดาวหางมีสนามแม่เหล็กเหนี่ยว นำ ^{[ 57 ] : 1622}

ดาวหางอาจมีหางฝุ่น หางไอออน ทั้งสองอย่าง หรือไม่มีเลยก็ได้ ทั้งหางฝุ่นและหางไอออนเริ่มต้นขึ้นเมื่อแสงอาทิตย์ทำให้วัสดุจากดาวหางกลายเป็นไอ หางฝุ่นประกอบด้วยอนุภาคขนาดเท่าเส้นผมมนุษย์แรงดันรังสีจากดวงอาทิตย์ผลักอนุภาคฝุ่นเหล่านี้ออกไป ทำให้เกิดรูปร่างโค้งเล็กน้อย อนุภาคขนาดใหญ่กว่า ขนาดเท่าก้อนกรวด จะถูกดึงดูดเข้าหาดวงอาทิตย์ และอยู่ในวงโคจรของดาวหาง หางไอออนประกอบด้วยอนุภาคขนาดโมเลกุลที่ถูกไอออนไนซ์โดยดวงอาทิตย์ จากนั้นถูกจับโดยสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนเหล่านี้กับลมสุริยะหางไอออนชี้ตรงออกไปจากดวงอาทิตย์ตามเส้นสนามแม่เหล็ก^{[ 58 ]}ในบางโอกาส เช่น เมื่อโลกโคจรผ่านระนาบวงโคจรของดาวหาง อาจมองเห็น หางตรงข้าม ซึ่งชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับหางไอออนและหางฝุ่นได้^{[ 59 ]}

ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้ก๊าซที่เกิดขึ้นใหม่พุ่งออกมาจากจุดอ่อนบนพื้นผิวของนิวเคลียสของดาวหาง เหมือนกับน้ำพุร้อน^{[ 60 ]}กระแสของก๊าซและฝุ่นเหล่านี้อาจทำให้นิวเคลียสหมุน และอาจแตกออกได้^{[ 60 ]}ในปี 2010 มีการเปิดเผยว่าการระเหิดของน้ำแข็งแห้ง (คาร์บอนไดออกไซด์แช่แข็ง) สามารถขับเคลื่อนเจ็ตของวัสดุที่ไหลออกมาจากนิวเคลียสของดาวหางได้^{[ 61 ]}การถ่ายภาพอินฟราเรดของ Hartley  2 แสดงให้เห็นเจ็ตดังกล่าวที่พุ่งออกมาและนำเอาอนุภาคฝุ่นเข้าไปในโคมา^{[ 62 ]}

ในกรณีที่มีคาบการโคจรสั้นที่สุด ดาวหางเอ็นเคมีวงโคจรที่ไม่ถึงวงโคจรของดาวพฤหัสบดี และถูกเรียกว่าดาวหางประเภทเอ็นเค โดยมีจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์ (aphelion) น้อยกว่า4  AU ^{[ 64} ] ดาวหางคาบสั้นที่มีคาบการโคจรน้อยกว่า 20 ปีและมีความเอียงต่ำ (ไม่เกิน 30 องศา) เทียบกับระนาบสุริยวิถี เรียกว่า ดาวหางตระกูลดาวพฤหัสบดีแบบดั้งเดิม⁽ JFCs ) ^{[ 66 ] [ 67 ]}ส่วนดาวหางประเภทฮัลเลย์ ซึ่งมีคาบการโคจรระหว่าง 20 ถึง 200 ปีและมีความเอียงตั้งแต่ศูนย์ถึงมากกว่า 90 องศา เรียกว่าดาวหางประเภทฮัลเลย์ (HTCs) ^{[ 68 ] [ 69 ]}ณ เดือนกรกฎาคม 2025มีดาวหางประเภท Encke ที่รู้จัก 74 ดวง (ซึ่ง 6 ดวงจัดอยู่ในประเภทวัตถุใกล้โลก (NEO)), HTC 109 ดวง (ซึ่ง 36 ดวงเป็น NEO) และ JFC 815 ดวง (ซึ่ง 153 ดวงเป็น NEO) ^{[ 70 ]}

ดาวหางแถบหลักที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้จัดอยู่ในกลุ่มที่แตกต่างออกไป โดยโคจรเป็นวงกลมมากขึ้นภายในแถบดาวเคราะห์น้อย^{[ 71 ] [ 72 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ดาวหางคาบหรือดาวหางคาบสั้นจะถูกกำหนดให้เป็นดาวหางที่มีคาบการโคจรน้อยกว่า 200 ปี^{[ 73 ]}โดยปกติแล้วพวกมันจะโคจรอยู่ใน ระนาบ สุริยวิถีในทิศทางเดียวกับดาวเคราะห์^{[ 74 ]}พวกมันมีจุดไกลสุดจาก ดวงอาทิตย์ (aphelion)4–35  AU [ ^{64 ] โดยทั่วไปวงโคจร ของ}ดาวหางเหล่านี้จะพาพวกมันไปยังบริเวณของดาวเคราะห์ชั้นนอก (ดาวพฤหัสบดีและไกลออกไป) ที่จุดอะเฟเลียน ตัวอย่างเช่น จุดอะเฟเลียนของดาวหางฮัลเลย์อยู่เลยวงโคจรของดาว เนปจูนไปเล็กน้อยดาวหางที่มีจุดอะเฟเลียนอยู่ใกล้กับวงโคจรของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เรียกว่า "ตระกูล" ของดาวเคราะห์ดวงนั้น^{[ 75 ]}เชื่อกันว่าตระกูลดังกล่าวเกิดขึ้นจากการที่ดาวเคราะห์ดึงดูดดาวหางที่มีคาบการโคจรยาวในอดีตให้เข้ามาอยู่ในวงโคจรที่สั้นลง^{[ 76 ]}

เนื่องจากวงโคจรวงรีของดาวหางมักจะพาพวกมันเข้าใกล้ดาวเคราะห์ยักษ์ ดาวหางจึงอาจได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางแรงโน้มถ่วงเพิ่มเติม^{[ 77 ]}ดาวหางคาบสั้นมักมีแนวโน้มที่จุดไกลสุดของวงโคจรจะตรงกับกึ่งแกนเอกของดาวเคราะห์ยักษ์ โดยดาวหาง JFC เป็นกลุ่มที่ใหญ่ที่สุด ^{[ 67 ]}เป็นที่ชัดเจนว่าดาวหางที่มาจากเมฆออร์ตมักจะมีวงโคจรที่ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ยักษ์อันเป็นผลมาจากการเข้าใกล้กัน ดาวพฤหัสบดีเป็นแหล่งที่มาของการรบกวนที่มากที่สุด เนื่องจากมีมวลมากกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ทั้งหมดรวมกันถึงสองเท่า การรบกวนเหล่านี้สามารถเบี่ยงเบนดาวหางคาบยาวไปสู่คาบวงโคจรที่สั้นลงได้^{[ 31 ] : 102–104 [ 78 ]}

จากลักษณะวงโคจร เชื่อกันว่าดาวหางคาบสั้นมีต้นกำเนิดมาจากเซนทอร์และแถบไคเปอร์/ จานกระจาย^{[ 79 ]}ซึ่งเป็นจานของวัตถุในบริเวณนอกเนปจูน ในขณะที่แหล่งกำเนิดของดาวหางคาบยาวนั้นเชื่อกันว่ามาจากเมฆออร์ตทรงกลมที่อยู่ไกลออกไปมาก (ตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์Jan Hendrik Oortผู้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของมัน) ^{[ 80 ]}เชื่อกันว่ามีกลุ่มวัตถุคล้ายดาวหางจำนวนมหาศาลโคจรรอบดวงอาทิตย์ในบริเวณที่ห่างไกลเหล่านี้ในวงโคจรที่เป็นวงกลมโดยประมาณ บางครั้งอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ชั้นนอก (ในกรณีของวัตถุในแถบไคเปอร์) หรือดาวฤกษ์ใกล้เคียง (ในกรณีของวัตถุในเมฆออร์ต) อาจทำให้วัตถุเหล่านี้โคจรเข้าสู่วงโคจรวงรีที่นำมันเข้าใกล้ดวงอาทิตย์เพื่อก่อตัวเป็นดาวหางที่มองเห็นได้ ซึ่งแตกต่างจากการกลับมาของดาวหางตามคาบเวลา ซึ่งวงโคจรได้รับการกำหนดโดยการสังเกตการณ์ก่อนหน้านี้ การปรากฏตัวของดาวหางใหม่โดยกลไกนี้ไม่สามารถคาดเดาได้^{[ 27 ]}เมื่อถูกเหวี่ยงเข้าสู่วงโคจรของดวงอาทิตย์และถูกดึงเข้าหาดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง สสารจำนวนมากจะถูกแยกออกจากดาวหาง ซึ่งส่งผลต่ออายุขัยของดาวหางอย่างมาก ยิ่งถูกแยกออกมากเท่าไร อายุขัยของดาวหางก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น และในทางกลับกัน^{[ 81 ]}

ดาวหางที่มีคาบการโคจรมากกว่า 30 ปี แต่ไม่ถึง 200 ปี เรียกว่า ดาวหางคาบกลาง แต่ก็มีการใช้คำจำกัดความอื่นๆ ด้วย ดาวหางเหล่านี้สามารถถือได้ว่ามีจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์ (aphelion)35–1000  AU ^{[ 64 ]}​

ดาวหางคาบยาวมี วงโคจร ที่เยื้องศูนย์ สูงมาก โดยมีคาบการโคจรตั้งแต่ 200 ปีไปจนถึงหลายพันหรือหลายล้านปี และมีจุดไกลสุดจากดวงอาทิตย์มากกว่า...1000  AU [ ^{64 ]}มีการสังเกตดาวหางดังกล่าวไม่ถึงสิบสองดวงต่อปี แต่การศึกษาดาวหางเหล่านี้มีความสำคัญในฐานะวิธีการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเมฆ^ออร์ตซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดหลัก ของดาวหางเหล่านี้ ยาน ออร์ตเองเป็นผู้ค้นพบข้อเท็จจริงสำคัญเกี่ยวกับดาวหางเหล่านี้ รวมถึงวงโคจรเกือบเป็นรูปพาราโบลาที่วางตัวแบบสุ่มรอบดวงอาทิตย์ การศึกษาต่อมาแสดงให้เห็นว่ากระแสน้ำขึ้นลงของกาแล็กซีและแรงผลักดันจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ที่ผ่านไปนั้นเพียงพอที่จะสร้างดาวหางจากวัตถุในเมฆออร์ตได้^{[ 82 ]}ประมาณครึ่งหนึ่งของดาวหางเหล่านี้ถูกขับออกจากระบบสุริยะในการโคจรผ่านดวงอาทิตย์ครั้งแรกเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์^{[ 83 ]}เมื่อดาวหางคาบยาวเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ ความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรจะแกว่งไปมาตามวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและลดลงเมื่อดาวหางผ่านวงโคจรของดาวยูเรนัส^{[ 84 ]}

ณ ปี 2025มีการค้นพบวัตถุสามชิ้นที่มีค่าความเยื้องศูนย์กลางมากกว่าหนึ่งอย่างมีนัยสำคัญ ได้แก่1I/ʻOumuamua , 2I/Borisovและ3I/ATLASซึ่งบ่งชี้ว่ามีต้นกำเนิดอยู่นอกระบบสุริยะ ในขณะที่ ʻOumuamua ซึ่งมีค่าความเยื้องศูนย์กลางประมาณ 1.2 ไม่แสดงสัญญาณทางแสงของกิจกรรมดาวหางในระหว่างการเคลื่อนที่ผ่านระบบสุริยะชั้นในในเดือนตุลาคม 2017 การเปลี่ยนแปลงวิถีโคจรของมัน ซึ่งบ่งชี้ถึงการปล่อยก๊าซบ่งชี้ว่ามันน่าจะเป็นดาวหาง^{[ 85 ]}ในทางกลับกัน 2I/Borisov ซึ่งมีค่าความเยื้องศูนย์กลางโดยประมาณ 3.36 ได้รับการสังเกตว่ามีลักษณะโคมาของดาวหาง และถือเป็นดาวหางระหว่างดวงดาวดวง แรกที่ตรวจ พบ^{[ 86 ] [ 87 ]} 3I/ATLAS มีค่าความเยื้องศูนย์กลางประมาณ 6.1 และยังมีโคมา ซึ่งบ่งชี้ว่ามันก็เป็นดาวหางเช่นกัน ดาวหางC/1980 E1มีคาบการโคจรประมาณ 7.1  ล้านปี ก่อนการโคจรผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในปี 1982 แต่การเผชิญหน้ากับดาวพฤหัสบดีในปี 1980 ทำให้ดาวหางเร่งความเร็วขึ้น ส่งผลให้มีความเยื้องศูนย์กลางมากที่สุด (1.057) เมื่อเทียบกับดาวหางสุริยะดวงอื่นๆ ที่ทราบกันดี ซึ่งมีระยะการสังเกตที่เหมาะสม^{[ 88 ]}

การสังเกตการณ์ในช่วงแรกเผยให้เห็นวิถีโคจรแบบไฮเปอร์โบลิก (เช่น ไม่เป็นคาบ) ที่แท้จริงเพียงไม่กี่เส้น แต่ไม่มากไปกว่าที่สามารถอธิบายได้ด้วยการรบกวนจากดาวพฤหัสบดี ดาวหางจากอวกาศระหว่างดาวเคลื่อนที่ด้วยความเร็วในระดับเดียวกับความเร็วสัมพัทธ์ของดาวฤกษ์ใกล้ดวงอาทิตย์ (ไม่กี่สิบกิโลเมตรต่อวินาที) เมื่อวัตถุดังกล่าวเข้ามาในระบบสุริยะ พวกมันจะมีพลังงานวงโคจรจำเพาะเป็น บวก ส่งผลให้มีความเร็วเป็นบวกที่ระยะอนันต์ ( ) และมีวิถีโคจรแบบไฮเปอร์โบลิกที่เห็นได้ชัด การคำนวณอย่างคร่าวๆ แสดงให้เห็นว่าอาจมีดาวหางไฮเปอร์โบลิก^สี่ ดวง ต่อศตวรรษภายในวงโคจรของดาวพฤหัสบดี บวกหรือลบหนึ่งและอาจสองอันดับของขนาด [ ^{89 ]}${\displaystyle v_{\infty }\!}$

มีการตรวจพบ ดาวหางนอกระบบสุริยะและอาจพบได้ทั่วไปในกาแล็กซีทางช้างเผือก^{[ 90 ]} ระบบดาวหางนอก ระบบสุริยะระบบแรกที่ตรวจพบคือรอบดาวเบตา พิกทอริส ซึ่งเป็น ดาวฤกษ์ลำดับหลักประเภท Aที่ยังอายุน้อยมากในปี 1987 ^{[ 91 ] [ 92 ]}ณ ปี 2013มีการระบุระบบดาวหางนอกระบบสุริยะดังกล่าวทั้งหมด 11 ระบบโดยใช้สเปกตรัมการดูดกลืนที่เกิดจากกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ที่ปล่อยออกมาจากดาวหางเมื่อโคจรเข้าใกล้ดาวฤกษ์^{[ 91 ]}เป็นเวลาสิบปีที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์มีหน้าที่ค้นหาดาวเคราะห์และวัตถุอื่นๆ นอกระบบสุริยะ ดาวหางนอกระบบสุริยะดวงแรกที่โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ถูกค้นพบในเดือนกุมภาพันธ์ 2018 โดยกลุ่มที่ประกอบด้วยนักดาราศาสตร์มืออาชีพและนักวิทยาศาสตร์พลเมืองจากเส้นโค้งแสงที่บันทึกโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์^{[ 93 ] [ 94 ]}หลังจากที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ปลดประจำการในเดือนตุลาคม 2018 กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่เรียกว่ากล้องโทรทรรศน์เทสส์ (TESS Telescope) ได้เข้ามารับภารกิจของเคปเลอร์ นับตั้งแต่การเปิดตัวเทสส์ นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบการโคจรผ่านหน้าดาวหางรอบดาวเบตาพิคทอริสโดยใช้เส้นโค้งแสงจากเทสส์^{[ 95 ] [ 96 ]}นับตั้งแต่เทสส์เข้ามารับหน้าที่ นักดาราศาสตร์ก็สามารถแยกแยะดาวหางนอกระบบสุริยะได้ดีขึ้นด้วยวิธีการทางสเปกโทรสโก ปี ดาวเคราะห์ดวงใหม่ถูกตรวจพบโดยวิธีเส้นโค้งแสงสีขาว ซึ่งมองเห็นได้จากการลดลงแบบสมมาตรในการอ่านแผนภูมิเมื่อดาวเคราะห์บดบังดาวฤกษ์แม่ อย่างไรก็ตาม หลังจากการประเมินเส้นโค้งแสงเหล่านี้เพิ่มเติม พบว่ารูปแบบการลดลงที่ไม่สมมาตรที่ปรากฏนั้นเกิดจากหางของดาวหางหรือดาวหางหลายร้อยดวง^{[ 97 ]}

เมื่อดาวหางได้รับความร้อนระหว่างการโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์การปล่อยก๊าซของส่วนประกอบที่เป็นน้ำแข็งจะปล่อยเศษซากของแข็งที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะถูกพัดพาไปโดยแรงดันรังสีและลมสุริยะ^{[ 31 ] : 235}หากวงโคจรของโลกส่งผ่านเส้นทางเศษซากนั้น ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเม็ดหินละเอียด ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดฝนดาวตกเมื่อโลกโคจรผ่าน เส้นทางเศษซากที่หนาแน่นกว่าจะทำให้เกิดฝนดาวตกที่รวดเร็วแต่รุนแรง และเส้นทางที่หนาแน่นน้อยกว่าจะทำให้เกิดฝนดาวตกที่ยาวนานกว่าแต่รุนแรงน้อยกว่า โดยทั่วไป ความหนาแน่นของเส้นทางเศษซากจะสัมพันธ์กับระยะเวลาที่ดาวหางต้นกำเนิดปล่อยวัสดุออกมา^{[ 98 ] [ 99 ]} ตัวอย่างเช่น ฝนดาวตกเพอร์เซอิดเกิดขึ้นทุกปีระหว่างวันที่ 9 ถึง 13 สิงหาคม เมื่อโลกโคจรผ่านวงโคจรของดาวหางสวิฟต์-ทัตเติลดาวหางฮัลเลย์เป็นแหล่งกำเนิดของฝนดาวตกโอไรออนิดในเดือนตุลาคม^{[ 100 ] [ 101 ]}

ดาวหางและดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากพุ่งชนโลกในช่วงแรกเริ่ม นักวิทยาศาสตร์หลายคนคิดว่าดาวหางที่พุ่งชนโลกเมื่อประมาณ 4 พัน ล้านปีก่อนนำน้ำปริมาณมหาศาล ที่เติมเต็มมหาสมุทรของโลกในปัจจุบัน หรืออย่างน้อยก็เป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งมาสู่โลก นัก ^{วิทยาศาสตร์}คนอื่นๆ ตั้งข้อสงสัยในแนวคิดนี้^{[ 102 ]}การตรวจพบโมเลกุลอินทรีย์ รวมถึงไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกหลายวง [ ^{21 ]}ในปริมาณมากในดาวหาง ทำให้เกิดการคาดการณ์ว่าดาวหางหรืออุกกาบาตอาจนำสารตั้งต้นของชีวิต หรือแม้กระทั่งชีวิตเอง มาสู่โลก^{[ 103 ]}ในปี 2013 มีการเสนอว่าการชนกันระหว่างพื้นผิวที่เป็นหินและน้ำแข็ง เช่น ดาวหาง มีศักยภาพที่จะสร้างกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีนผ่าน การสังเคราะห์ แบบช็อก^{[ 104 ]}ความเร็วที่ดาวหางเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ รวมกับขนาดของพลังงานที่เกิดขึ้นหลังจากการสัมผัสครั้งแรก ทำให้โมเลกุลขนาดเล็กควบแน่นเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่เป็นรากฐานของชีวิต^{[ 105 ]}ในปี 2015 นักวิทยาศาสตร์พบออกซิเจนโมเลกุลในปริมาณมากในก๊าซที่ปล่อยออกมาจากดาวหาง 67P ซึ่งบ่งชี้ว่าโมเลกุลนี้อาจเกิดขึ้นบ่อยกว่าที่เคยคิดไว้ และดังนั้นจึงเป็นตัวบ่งชี้ถึงสิ่งมีชีวิตน้อยกว่าที่เคยสันนิษฐานไว้^{[ 106 ]}

เป็นที่สงสัยว่าการชนของดาวหางในช่วงระยะเวลาอันยาวนานได้นำน้ำปริมาณมากมาสู่ดวงจันทร์ ของโลก ซึ่งบางส่วนอาจคงอยู่เป็นน้ำแข็งบนดวงจันทร์ [ ^{107 ] เชื่อ} กันว่าการชน ของดาวหางและอุกกาบาตเป็นสาเหตุของการมีอยู่ของเทกไทต์และออสตราไลต์^{[ 108 ]}

ความหวาดกลัวดาวหางในฐานะการกระทำของพระเจ้าและสัญญาณแห่งหายนะที่กำลังจะมาถึงนั้นสูงที่สุดในยุโรปตั้งแต่ปี ค.ศ. 1200 ถึง 1650 ^{[ 109 ]}ตัวอย่างเช่นในปีหลังจากดาวหางใหญ่ในปี ค.ศ. 1618 ก็อตฮาร์ด อาร์ทูเซียสได้ตีพิมพ์จุลสารโดยระบุว่าเป็นสัญญาณว่าวันพิพากษาใกล้เข้ามาแล้ว^{[ 110 ]}เขาได้ระบุภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับดาวหางไว้สิบหน้า ซึ่งรวมถึง "แผ่นดินไหว น้ำท่วม การเปลี่ยนแปลงเส้นทางแม่น้ำ พายุลูกเห็บ สภาพอากาศร้อนและแห้งแล้ง การเก็บเกี่ยวที่ไม่ดี โรคระบาด สงครามและการทรยศ และราคาสินค้าสูง" ^{[ 109 ]} 

ในปี ค.ศ. 1700 นักวิชาการส่วนใหญ่สรุปว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นไม่ว่าจะมีดาวหางปรากฏให้เห็นหรือไม่ ก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1711 วิลเลียม วิสตัน ได้เขียนโดยใช้ บันทึกการพบเห็นดาวหางของเอ็ดมอนด์ ฮัล ลีย์ ว่าดาวหางใหญ่ในปี ค.ศ. 1680มีคาบการโคจร 574 ปี และเป็นสาเหตุของอุทกภัยทั่วโลกในพระคัมภีร์ปฐมกาลโดยการเทน้ำลงมาบนโลก การประกาศของเขาทำให้ความกลัวดาวหางกลับมาอีกครั้งเป็นเวลาอีกหนึ่งศตวรรษ โดยคราวนี้มองว่าเป็นภัยคุกคามโดยตรงต่อโลกแทนที่จะเป็นสัญญาณของภัยพิบัติ^{[ 109 ]}การวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีในปี ค.ศ. 1910 พบก๊าซพิษไซยาโนเจนในหางของดาวหางฮัลลีย์^{[ 111 ]}ทำให้ประชาชนแห่ซื้อหน้ากากป้องกันแก๊สพิษและ "ยาแก้ดาวหาง" และ "ร่มแก้ดาวหาง" ที่ขายกันอย่างตื่นตระหนก^{[ 112 ]}

เชื่อกันว่าเมฆออร์ตครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ตั้งแต่ระหว่าง2,000 ถึง 5,000 AU (0.03 ถึง 0.08 ปีแสง) ^{[ 114 ]}ไปจนถึง50,000 AU (0.79ปีแสง) ^{[ 68 ]}จากดวงอาทิตย์ เมฆนี้ห่อหุ้มวัตถุท้องฟ้าตั้งแต่ตรงกลางของระบบสุริยะ—ดวงอาทิตย์—ไปจนถึงขอบนอกสุดของแถบไคเปอร์ เมฆออร์ตประกอบด้วยวัสดุที่จำเป็นสำหรับการสร้างวัตถุท้องฟ้า ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะมีอยู่ได้ก็เพราะดาวเคราะห์น้อย (เศษอวกาศที่เหลืออยู่ซึ่งช่วยในการสร้างดาวเคราะห์) ที่ถูกควบแน่นและก่อตัวขึ้นโดยแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ รูปทรงวงรีที่เกิดจากดาวเคราะห์น้อยที่ถูกดักจับเหล่านี้เป็นสาเหตุที่ทำให้เมฆออร์ตมีอยู่^{[ 115 ]}การประมาณการบางส่วนระบุว่าขอบนอกอยู่ระหว่าง100,000 ถึง 200,000 AU (1.58 ถึง 3.16 ปีแสง) ^{[ 114 ]}บริเวณนี้สามารถแบ่งย่อยออกเป็นเมฆออร์ตชั้นนอกรูปทรงกลมที่มีระยะห่าง20,000–50,000 AU (0.32–0.79 ปีแสง)และเมฆชั้นในรูปทรงโดนัทที่เรียกว่าเมฆฮิลส์ ซึ่งมีระยะห่าง2,000–20,000 AU ( 0.03–0.32 ปีแสง) ^{[ 2 ]}เมฆชั้นนอกนี้ยึดติดกับดวงอาทิตย์อย่างอ่อนๆ และเป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางคาบยาว (และอาจเป็นดาวหางประเภทฮัลเลย์) ที่ตกลงมาภายในวงโคจรของดาวเนปจูน^{[ 68 ]}เมฆออร์ตชั้นในยังเป็นที่รู้จักในชื่อเมฆฮิลส์ ซึ่งตั้งชื่อตามแจ็ค จี. ฮิลส์ผู้เสนอการมีอยู่ของมันในปี 1981 ^{[ 116 ]}แบบจำลองคาดการณ์ว่าเมฆชั้นในควรมีนิวเคลียสของดาวหางมากกว่าฮาโลชั้นนอกหลายสิบหรือหลายร้อยเท่า^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]}มันถูกมองว่าเป็นแหล่งที่มาของดาวหางใหม่ที่อาจเติมเต็มเมฆชั้นนอกที่ค่อนข้างเบาบางเมื่อจำนวนของเมฆชั้นนอกค่อยๆ ลดลง          

แถบไคเปอร์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งสะสมของดาวหางที่ไม่ทำงานอีกแห่งหนึ่ง^{[ 114 ]}

หากดาวหางเคลื่อนที่เร็วพอ มันอาจออกจากระบบสุริยะได้ ดาวหางดังกล่าวจะเคลื่อนที่ตามเส้นทางเปิดของไฮเปอร์โบลา และด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าดาวหางไฮเปอร์โบลิก ดาวหางสุริยะเป็นที่ทราบกันว่าถูกขับออกจากระบบสุริยะโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุอื่นในระบบสุริยะ เช่น ดาวพฤหัสบดี^{[ 119 ]}ตัวอย่างเช่น ดาวหางC/1980 E1ซึ่งเปลี่ยนจากวงโคจร 7.1  ล้านปีรอบดวงอาทิตย์ ไปเป็นวิถีโคจรไฮเปอร์โบลิก หลังจากที่โคจรผ่านใกล้ดาวพฤหัสบดีในปี 1980 ^{[ 120 ]}ดาวหางระหว่างดวงดาว เช่น1I/ʻOumuamua , 2I/Borisovและ3I/ATLASไม่เคยโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับวัตถุที่สามเพื่อที่จะถูกขับออกจากระบบสุริยะ

ดาวหางที่สงบหรือดับไปแล้วได้สูญเสียวัสดุพื้นผิวที่ระเหยได้ไป ในที่สุดวัสดุที่ระเหยได้ส่วนใหญ่ที่อยู่ในแกนกลางของดาวหางจะระเหยไป และดาวหางจะกลายเป็นก้อนหินหรือเศษหินขนาดเล็ก สีเข้ม เฉื่อยชา ซึ่งอาจมีลักษณะคล้ายดาวเคราะห์น้อย^{[ 121 ]}เนื่องจากวงโคจรของดาวหางมีความเสถียรนานกว่าช่วงเวลาที่ดาวหางจะสูญเสียวัสดุ จึงคาดว่าจะมีดาวหางที่ดับไปแล้วจำนวนมากในระบบสุริยะ ^{[ 122 ] : 664}

ดาวหางตระกูลจูปิเตอร์และดาวหางคาบยาวดูเหมือนจะปฏิบัติตามกฎการจางหายไปที่แตกต่างกันมาก ดาวหางตระกูลจูปิเตอร์ยังคงมีกิจกรรมอยู่ตลอดช่วงชีวิตประมาณ 10,000 ปี หรือประมาณ 1,000 รอบโคจร ในขณะที่ดาวหางคาบยาวจางหายไปเร็วกว่ามาก มีเพียง 10% ของดาวหางคาบยาวเท่านั้นที่อยู่รอดได้มากกว่า 50 รอบโคจรผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ขนาดเล็ก และมีเพียง 1% เท่านั้นที่อยู่รอดได้มากกว่า 2,000 รอบโคจรผ่าน^{[ 123 ]}ปัจจุบันดาวเคราะห์น้อยบางดวงในวงโคจรวงรีถูกระบุว่าเป็นดาวหางที่ดับไปแล้ว^{[ 124 ]}ประมาณร้อยละหกของดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกเชื่อว่าเป็นนิวเคลียสของดาวหางที่ดับไปแล้ว^{[ 123 ]}

แกนกลางของดาวหางบางดวงอาจเปราะบาง ซึ่งเป็นข้อสรุปที่ได้รับการสนับสนุนจากการสังเกตดาวหางที่แตกออกเป็นชิ้นๆ^{[ 125 ]}การแตกตัวของดาวหางครั้งสำคัญคือดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9ซึ่งถูกค้นพบในปี 1993 การเข้าใกล้ดาวหางในเดือนกรกฎาคม 1992 ทำให้มันแตกออกเป็นชิ้นๆ และในช่วงเวลาหกวันในเดือนกรกฎาคม 1994 ชิ้นส่วนเหล่านี้ตกลงสู่ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นการชนกันระหว่างวัตถุสองชิ้นในระบบสุริยะ^{[ 126 ] [ 127 ]}ดาวหางที่แตกออกเป็นชิ้นๆ อื่นๆ ได้แก่3D/Bielaในปี 1846 และ73P/Schwassmann–Wachmannตั้งแต่ปี 1995 ถึง 2006 ^{[ 128 ]}นักประวัติศาสตร์ชาวกรีกEphorusรายงานว่าดาวหางแตกออกเป็นชิ้นๆ ย้อนกลับไปถึงฤดูหนาวของปี 372–373 ก่อนคริสตกาล^{[ 129 ]}คาดว่าดาวหางจะแตกออกเนื่องจากความเครียดจากความร้อน แรงดันก๊าซภายใน หรือการชน^{[ 130 ]} 

ดาวหาง42P/Neujminและ53P/Van Biesbroeckดูเหมือนจะเป็นเศษชิ้นส่วนของดาวหางต้นกำเนิด การคำนวณเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นว่าดาวหางทั้งสองดวงโคจรเข้าใกล้ดาวพฤหัสบดีมากในเดือนมกราคม ค.ศ. 1850 และก่อนปี ค.ศ. 1850 วงโคจรของดาวหางทั้งสองเกือบจะเหมือนกัน^{[ 131 ]}กลุ่มดาวหางอีกกลุ่มหนึ่งที่เป็นผลมาจากเหตุการณ์การแตกตัวคือตระกูลดาวหางลิลเลอร์ ซึ่งประกอบด้วย C/1988 A1 (ลิลเลอร์), C/1996 Q1 (ทาบูร์), C/2015 F3 (สวอน), C/2019 Y1 (เอทีแอลเอส) และC/2023 V5 (เลียวนาร์ด ) ^{[ 132 ] [ 133 ]}

มีการสังเกตพบว่าดาวหางบางดวงแตกออกเป็นสองส่วนระหว่างการโคจรผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด รวมถึงดาวหางขนาดใหญ่อย่างเวสต์และอิเคยะ-เซกิดาวหางเบียลาเป็นตัวอย่างสำคัญที่แตกออกเป็นสองส่วนระหว่างการโคจรผ่านจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในปี 1846 ดาวหางทั้งสองดวงนี้ถูกพบเห็นแยกกันในปี 1852 แต่หลังจากนั้นก็ไม่เคยเห็นอีกเลย ในทางกลับกัน มี ฝนดาวตก ที่น่าตื่นตาตื่นใจ เกิดขึ้นในปี 1872 และ 1885 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ควรจะมองเห็นดาวหางได้ ฝนดาวตกขนาดเล็กที่เรียกว่าแอนโดรเมดิดส์เกิดขึ้นทุกปีในเดือนพฤศจิกายน และเกิดจากการที่โลกโคจรตัดกับวงโคจรของดาวหางเบียลา^{[ 134 ]}

ดาวหางบางดวงมีจุดจบที่น่าตื่นเต้นกว่านั้น – ไม่ว่าจะตกลงไปในดวงอาทิตย์^{[ 135 ]}หรือชนกับดาวเคราะห์หรือวัตถุอื่น การชนกันระหว่างดาวหางกับดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์เป็นเรื่องปกติในระบบสุริยะยุคแรก ตัวอย่างเช่น หลุมอุกกาบาตจำนวนมากบนดวงจันทร์อาจเกิดจากดาวหาง การชนกันระหว่างดาวหางกับดาวเคราะห์ครั้งล่าสุดเกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2537 เมื่อดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9 แตกออกเป็นชิ้น ๆ และชนกับดาวพฤหัสบดี^{[ 136 ]}

จุดสีน้ำตาลแสดงถึงบริเวณที่ดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 9พุ่งชนดาวพฤหัสบดี

การแตกแยกของทีม73P/Schwassmann–Wachmannภายในสามวัน (1995)

ร่องรอยหางของจรวด C/2015 D1 (SOHO) หลังจากโคจรผ่านดวงอาทิตย์

การแตกสลายของP/2013 R3 (2014) ^{[ 137 ]}

จากแหล่งข้อมูลโบราณ เช่นกระดูกทำนาย ของจีน เป็นที่ทราบกันว่ามนุษย์สังเกตเห็นดาวหางมานานนับพันปีแล้ว^{[ 144 ]}จนกระทั่งถึงศตวรรษที่สิบหก ดาวหางมักถูกมองว่าเป็นลาง ร้าย ของการตายของกษัตริย์หรือขุนนาง หรือภัยพิบัติที่จะเกิดขึ้น หรือแม้กระทั่งถูกตีความว่าเป็นการโจมตีจากสวรรค์ต่อผู้อยู่อาศัยบนโลก^{[ 145 ] [ 31 ] : 14}

อริสโตเติล (384–322  ปีก่อนคริสตกาล) เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้ทฤษฎีต่างๆ และข้อเท็จจริงจากการสังเกตเพื่อสร้างทฤษฎีจักรวาลวิทยาเกี่ยวกับดาวหางอย่างสอดคล้องและมีโครงสร้าง เขาเชื่อว่าดาวหางเป็นปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศ เนื่องจากดาวหางสามารถปรากฏนอกจักรราศีและมีความสว่างเปลี่ยนแปลงได้ภายในเวลาไม่กี่วัน ทฤษฎีดาวหางของอริสโตเติลเกิดขึ้นจากการสังเกตและทฤษฎีจักรวาลวิทยาของเขาที่ว่าทุกสิ่งในจักรวาลถูกจัดเรียงในรูปแบบที่ชัดเจน^{[ 147 ]}ส่วนหนึ่งของรูปแบบนี้คือการแยกออกจากกันอย่างชัดเจนระหว่างท้องฟ้าและโลก โดยเชื่อว่าดาวหางมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับโลก ตามที่อริสโตเติลกล่าว ดาวหางจะต้องอยู่ภายในทรงกลมของดวงจันทร์และแยกออกจากท้องฟ้าอย่างชัดเจน นอกจากนี้ ในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสตกาล อพอลโลเนียสแห่งมินดัสยังสนับสนุนแนวคิดที่ว่าดาวหางเคลื่อนที่เหมือนดาวเคราะห์^{[ 31 ] : 48}ทฤษฎีของอริสโตเติลเกี่ยวกับดาวหางยังคงได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางตลอดช่วงยุคกลางแม้ว่าจะมีการค้นพบหลายอย่างจากบุคคลต่างๆ ที่ท้าทายแง่มุมต่างๆ ของทฤษฎีนี้ก็ตาม^{[ 148 ]}

ในศตวรรษที่ 1 ส.ศ. เซเนกาผู้เยาว์ตั้งคำถามเกี่ยวกับตรรกะของอริสโตเติลเกี่ยวกับดาวหาง เนื่องจากการเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและไม่สามารถถูกลมพัดผ่านได้ ดาวหางจึงไม่สามารถเป็นชั้นบรรยากาศได้^{[ 31 ] : 26}และคงอยู่ถาวรมากกว่าที่คาดการณ์ไว้จากแสงวาบสั้นๆ บนท้องฟ้า^{[ a ]} ​​เขาชี้ให้เห็นว่ามีเพียงหางเท่านั้นที่โปร่งใสและคล้ายเมฆ และโต้แย้งว่าไม่มีเหตุผลที่จะจำกัดวงโคจรของดาวหางไว้ในจักรราศี^{[ 31 ] : 26}ในการวิจารณ์อพอลโลนิอุสแห่งมินดัส เซเนกาโต้แย้งว่า "ดาวหางตัดผ่านบริเวณเบื้องบนของจักรวาล และในที่สุดก็จะมองเห็นได้เมื่อมันถึงจุดต่ำสุดของวงโคจร" ^{[ 31 ] : 26–27}แม้ว่าเซเนกาจะไม่ได้เขียนทฤษฎีสำคัญของตนเอง^{[ 147 ]} แต่ ข้อโต้แย้งของเขาได้จุดประกายการถกเถียงมากมายในหมู่นักวิจารณ์ของอริสโตเติลในศตวรรษที่ 16 และ 17 ^{[ 148 ] [ b ]}

ในศตวรรษที่ 1 ส.ศ. พลินีผู้เฒ่าเชื่อว่าดาวหางมีความเกี่ยวข้องกับความไม่สงบทางการเมืองและความตาย^{[ 31 ] : 27–28} พลินีสังเกตเห็นดาวหางว่า "เหมือนมนุษย์" โดยมักบรรยายหางของดาวหางว่ามี "ผมยาว" หรือ "เครายาว" ^{[ 149 ]}ระบบการจำแนกประเภทดาวหางตามสีและรูปร่างของเขาถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายศตวรรษ^{[ 150 ]}

ในอินเดียในช่วงศตวรรษที่ 6 นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดาวหางเป็นปรากฏการณ์ที่ปรากฏขึ้นเป็นระยะๆ นี่คือมุมมองที่แสดงออกโดยนักดาราศาสตร์VarāhamihiraและBhadrabahu ในศตวรรษที่ 6 และนักดาราศาสตร์Bhaṭṭotpala ในศตวรรษที่ 10 ได้ระบุชื่อและช่วงเวลาโดยประมาณของดาวหางบางดวง แต่ไม่ทราบว่าตัวเลขเหล่านี้คำนวณอย่างไรหรือมีความแม่นยำเพียงใด^{[ 151 ] [ 152 ]}

มีการอ้างว่านักวิชาการชาวอาหรับในปี พ.ศ. 2491 ได้บันทึกการปรากฏตัวซ้ำๆ หลายครั้งของดาวหาง (หรือดาวหางชนิดหนึ่ง) และถึงแม้จะไม่ชัดเจนว่าเขาถือว่าเป็นดาวหางคาบเดียวหรือไม่ แต่มันอาจเป็นดาวหางที่มีคาบประมาณ 63 ปี^{[ 153 ]}

ในปี ค.ศ. 1301 จิตรกรชาวอิตาลีจิออตโตเป็นบุคคลแรกที่วาดภาพดาวหางได้อย่างถูกต้องและตรงตามหลักกายวิภาค ในผลงานAdoration of the Magiของ เขา ภาพของดาวหางฮัลเลย์ที่วาดโดยจิออตโตแทนที่ดาวแห่งเบธเลเฮมนั้นไม่มีใครเทียบได้ในด้านความแม่นยำจนกระทั่งศตวรรษที่ 19 และจะถูกทำลายสถิติได้ก็ต่อเมื่อมีการประดิษฐ์การถ่ายภาพขึ้นมา^{[ 154 ]}

การตีความทางโหราศาสตร์ของดาวหางยังคงมีความสำคัญต่อเนื่องมาจนถึงศตวรรษที่ 15 แม้ว่าดาราศาสตร์วิทยาศาสตร์สมัยใหม่จะเริ่มเข้ามามีบทบาทแล้วก็ตาม ดาวหางยังคงเป็นลางบอกเหตุถึงภัยพิบัติ ดังที่เห็นได้จากพงศาวดารLuzerner Schillingและคำเตือนของสมเด็จพระสันตะปาปา Callixtus III [ ^{154 ] ใน}ปี 1578 บิชอป Andreas Celichius แห่งนิกายลูเธอรัน ชาว เยอรมัน ได้นิยามดาวหางว่า "ควันหนาทึบแห่งบาปของมนุษย์ ... ที่ลุกโชนด้วยความโกรธเกรี้ยวร้อนแรงของผู้พิพากษาสวรรค์สูงสุด " ในปีต่อมาAndreas Dudithกล่าวว่า "หากดาวหางเกิดจากบาปของมนุษย์ พวกมันก็จะไม่หายไปจากท้องฟ้าเลย" ^{[ 31 ] : 32–33}

ความพยายามอย่างหยาบๆ ในการ วัด พารัลแลกซ์ของดาวหางฮัลเลย์เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2499 แต่ก็ผิดพลาด^{[ 31 ] : 36}เรจิโอมอนทานัสเป็นคนแรกที่พยายามคำนวณพารัลแลกซ์รายวันโดยการสังเกตดาวหางใหญ่ในปี พ.ศ. 2415การคาดการณ์ของเขาไม่แม่นยำนัก แต่ก็ทำไปโดยหวังว่าจะประมาณระยะทางของดาวหางจากโลกได้^{[ 150 ]}

ในศตวรรษที่ 16 ไทโค บราเฮและไมเคิล มาเอสท์ลินได้แสดงให้เห็นว่าดาวหางต้องมีอยู่นอกชั้นบรรยากาศของโลก โดยการวัดพารัลแลกซ์ของดาวหางใหญ่ในปี 1577 [ ^{155 ] ภายใน}ความแม่นยำของการวัดนี้ หมายความว่าดาวหางต้องอยู่ห่างออกไปอย่างน้อยสี่เท่าของระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์^{[ 156 ] [ 31 ] : 37} จากการสังเกตในปี 1664 โจวันนี โบเรลลีได้บันทึกลองจิจูดและละติจูดของดาวหางที่เขาพบเห็น และเสนอแนะว่าวงโคจรของดาวหางอาจเป็นรูปพาราโบลา^{[ 157 ]}แม้จะเป็นนักดาราศาสตร์ที่เชี่ยวชาญ แต่ในหนังสือThe Assayer ปี 1623 ของเขา กาลิเลโอ กาลิเลอีปฏิเสธทฤษฎีของบราเฮเกี่ยวกับพารัลแลกซ์ของดาวหาง และอ้างว่ามันอาจเป็นเพียงภาพลวงตา แม้ว่าจะมีการสังเกตส่วนตัวเพียงเล็กน้อยก็ตาม^{[ 150 ]}ในปี ค.ศ. 1625 โยฮันเนส เคปเลอร์ ศิษย์ของมาเอสท์ลิน ยืนยันว่ามุมมองของบราเฮเกี่ยวกับพารัลแลกซ์ของดาวหางนั้นถูกต้อง^{[ 150 ]}นักคณิตศาสตร์จาคอบ เบอร์นูลลีตีพิมพ์ตำราเกี่ยวกับดาวหางในปี ค.ศ. 1682 โดยเสนอว่าดาวหางโคจรรอบจุดนอกวงโคจรของดาวเสาร์ในลักษณะเดียวกับเอพิไซเคิล^{[ 158 ]}

ในช่วงต้นยุคสมัยใหม่มีการศึกษาดาวหางเพื่อความสำคัญทางโหราศาสตร์ในสาขาการแพทย์ แพทย์หลายคนในสมัยนั้นถือว่าการแพทย์และดาราศาสตร์เป็นศาสตร์สหวิทยาการ และใช้ความรู้เกี่ยวกับดาวหางและสัญญาณทางโหราศาสตร์อื่นๆ ในการวินิจฉัยและรักษาผู้ป่วย^{[ 159 ]}

ไอแซค นิวตันในหนังสือ Principia Mathematica ของเขา ในปี ค.ศ. 1687 ได้พิสูจน์ว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงตามกฎกำลังสองผกผันจะต้องโคจรเป็นวงโคจรที่มีรูปร่างเหมือนภาคตัดกรวยและเขายังสาธิตวิธีการปรับเส้นทางของดาวหางบนท้องฟ้าให้เข้ากับวงโคจรพาราโบลา โดยใช้ดาวหางในปี ค.ศ. 1680 เป็นตัวอย่าง^{[ 160 ]} เขาอธิบายว่าดาวหางเป็นวัตถุแข็งขนาดกะทัดรัดและทนทานที่เคลื่อนที่ในวงโคจรเฉียง และหางของมันเป็นกระแสไอน้ำบาง ๆ ที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียส ซึ่งถูกจุดไฟหรือให้ความร้อนโดยดวงอาทิตย์ เขาตั้งข้อสงสัยว่าดาวหางเป็นต้นกำเนิดขององค์ประกอบอากาศที่ค้ำจุนชีวิต^{[ 31 ] : 306–307}เขาชี้ให้เห็นว่าดาวหางมักปรากฏใกล้ดวงอาทิตย์ ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะโคจรรอบดวงอาทิตย์^{[ 31 ] : 26}เกี่ยวกับความสว่างของดาวหาง เขาได้กล่าวว่า "ดาวหางส่องแสงด้วยแสงอาทิตย์ ซึ่งพวกมันสะท้อนออกมา" โดยหางของดาวหางจะสว่างไสวด้วย "แสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากควันซึ่งลอยขึ้นมาจาก [โคมา]" ^{[ 31 ] : 26}

ในปี ค.ศ. 1705 เอ็ดมอนด์ ฮัลลีย์ (ค.ศ. 1656–1742) ได้นำวิธีการของนิวตันมาประยุกต์ใช้กับปรากฏการณ์ดาวหาง 23 ครั้งที่เกิดขึ้นระหว่างปี ค.ศ. 1337 ถึง 1698 เขาพบว่าดาวหางสามดวงในจำนวนนี้ คือ ดาวหางที่ปรากฏในปี ค.ศ. 1531, 1607 และ 1682 มีองค์ประกอบวงโคจร ที่คล้ายคลึงกันมาก และเขายังสามารถอธิบายความแตกต่างเล็กน้อยในวงโคจรของดาวหางเหล่านั้นได้ด้วยการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ด้วยความมั่นใจว่าปรากฏการณ์ทั้งสามครั้งนี้เป็นการปรากฏตัวของดาวหางดวงเดียวกัน เขาจึงทำนายว่าดาวหางดวงนั้นจะปรากฏขึ้นอีกครั้งในปี ค.ศ. 1758–1759 ^{[ 161 ]}วันที่คาดการณ์การกลับมาของดาวหางฮัลเลย์ได้รับการปรับปรุงในภายหลังโดยทีมงานนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสสามคน ได้แก่อเล็กซิส แคลโรต์โจเซฟ ลาลองด์และนิโคล-เรน เลอปอตซึ่งคาดการณ์วันที่ดาวหางโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในปี ค.ศ. 1759 ได้แม่นยำภายในหนึ่งเดือน^{[ 162 ] [ 31 ] : 93}เมื่อดาวหางกลับมาตามที่คาดการณ์ไว้ มันจึงเป็นที่รู้จักในชื่อดาวหางฮัลเลย์^{[ 163 ]}

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์บางคนได้ตั้งสมมติฐานที่ถูกต้องเกี่ยวกับองค์ประกอบทางกายภาพของดาวหางแล้ว ในปี 1755 อิมมานูเอล คานต์ได้ตั้งสมมติฐานในหนังสือประวัติศาสตร์ธรรมชาติสากล ของเขา ว่า ดาวหางเกิดจากการควบแน่นของ "สสารดั้งเดิม" ที่อยู่นอกเหนือดาวเคราะห์ที่รู้จัก ซึ่ง "เคลื่อนที่อย่างอ่อนแรง" โดยแรงโน้มถ่วง จากนั้นโคจรด้วยมุมเอียงตามอำเภอใจ และระเหยไปบางส่วนด้วยความร้อนจากดวงอาทิตย์เมื่อเข้าใกล้จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด^{[ 31 ] : 84–87}ในปี 1836 นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันฟรีดริช วิลเฮล์ม เบสเซลหลังจากสังเกตกระแสไอน้ำระหว่างการปรากฏตัวของดาวหางฮัลเลย์ในปี 1835 ได้เสนอว่าแรงพุ่งของวัสดุที่ระเหยอาจมากพอที่จะเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดาวหางได้อย่างมีนัยสำคัญ และเขาโต้แย้งว่าการเคลื่อนที่ที่ไม่ขึ้นกับแรงโน้มถ่วงของดาวหางเอ็นเคเป็นผลมาจากปรากฏการณ์นี้^{[ 31 ] : 126}

ในศตวรรษที่ 19 หอดาราศาสตร์แห่งปาโดวาเป็นศูนย์กลางในการศึกษาสังเกตการณ์ดาวหาง นำโดยโจวันนี ซานตินี (1787–1877) และต่อมาโดยจูเซปเป โลเรนโซนี (1843–1914) หอดาราศาสตร์แห่งนี้อุทิศให้กับการศึกษาดาราศาสตร์แบบคลาสสิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการคำนวณวงโคจรของดาวหางและดาวเคราะห์ดวงใหม่ โดยมีเป้าหมายในการรวบรวมแคตตาล็อกของดาวฤกษ์เกือบหมื่นดวง ตั้งอยู่ในภาคเหนือของอิตาลี การสังเกตการณ์จากหอดาราศาสตร์แห่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างการคำนวณทางธรณีวิทยา ภูมิศาสตร์ และดาราศาสตร์ที่สำคัญ เช่น ความแตกต่างของลองจิจูดระหว่างมิลานและปาโดวา รวมถึงปาโดวาและฟิอูเม^{[ 165 ]}การติดต่อสื่อสารภายในหอดาราศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างซานตินีและนักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่งคือจูเซปเป โทอัลโด ได้กล่าวถึงความสำคัญของการสังเกตการณ์วงโคจรของดาวหางและดาวเคราะห์^{[ 166 ]}

ในปี พ.ศ. 2493 เฟรด ลอว์เรนซ์ วิปเปิลเสนอว่าแทนที่จะเป็นวัตถุหินที่มีน้ำแข็งอยู่บ้าง ดาวหางเป็นวัตถุน้ำแข็งที่มีฝุ่นและหินอยู่บ้าง^{[ 167 ]}แบบจำลอง "ก้อนหิมะสกปรก" นี้ได้รับการยอมรับในไม่ช้าและดูเหมือนว่าจะได้รับการสนับสนุนจากการสังเกตการณ์ของยานอวกาศ จำนวนมาก (รวมถึง ยานสำรวจ Giottoขององค์การอวกาศยุโรป และ ยาน Vega 1และVega 2ของสหภาพโซเวียต) ที่บินผ่านโคมาของดาวหางฮัลเลย์ในปี พ.ศ. 2529 ถ่ายภาพนิวเคลียส และสังเกตเห็นไอพ่นของวัสดุที่ระเหย^{[ 168 ]}

เมื่อวันที่ 22 มกราคม 2014 นักวิทยาศาสตร์ของ ESAรายงานการตรวจพบไอน้ำบน ดาวเคราะห์ แคระเซเรสซึ่งเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย เป็นครั้งแรกอย่างแน่ชัด ^{[ 169 ]}การตรวจพบนี้ทำได้โดยใช้ความสามารถในการตรวจจับรังสีอินฟราเรดระยะไกลของหอดูดาวอวกาศเฮอร์เชล [ ^{170 ] การ}ค้นพบนี้เป็นเรื่องที่ไม่คาดคิด เพราะโดยทั่วไปแล้วดาวหาง ไม่ใช่ดาวเคราะห์น้อย จะถูกพิจารณาว่า "พ่นไอและกลุ่มควัน" ตามที่นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งกล่าวว่า "เส้นแบ่งระหว่างดาวหางและดาวเคราะห์น้อยเริ่มเลือนลางมากขึ้นเรื่อยๆ" ^{[ 170 ]}เมื่อวันที่ 11 สิงหาคม 2014 นักดาราศาสตร์ได้เผยแพร่การศึกษาโดยใช้Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA)เป็นครั้งแรก ซึ่งให้รายละเอียดเกี่ยวกับการกระจายตัวของ , HNC , H2CO และฝุ่นภายในกลุ่มควันของดาวหางC/2012 F6 (Lemmon)และC/2012 S1 (ISON ) ^{[ 171 ] [ 172 ]}

• Halley Armadaอธิบายถึงชุดภารกิจยานอวกาศที่เข้าเยี่ยมชมและ/หรือสังเกตการณ์จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของดาวหางฮัลเลย์ในช่วงทศวรรษ 1980 ^{[ 173 ]}
• ผลกระทบอย่างลึกซึ้งการถกเถียงยังคงดำเนินต่อไปเกี่ยวกับปริมาณน้ำแข็งในดาวหาง ในปี 2544 ยานอวกาศ Deep Space 1ได้ถ่ายภาพพื้นผิวของดาวหาง Borrelly ที่มีความละเอียดสูง พบว่าพื้นผิวของดาวหาง Borrelly นั้นร้อนและแห้ง โดยมีอุณหภูมิระหว่าง 26 ถึง 71 องศาเซลเซียส (79 ถึง 160 องศาฟาเรนไฮต์)และมืดมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าน้ำแข็งถูกกำจัดออกไปโดยความร้อนจากดวงอาทิตย์และการสุกตัว หรือถูกซ่อนไว้ด้วยวัสดุคล้ายเขม่าที่ปกคลุม Borrelly ^{[ 174 ]}ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 ยาน สำรวจ Deep Impactได้ระเบิดหลุมอุกกาบาตบนดาวหาง Tempel 1เพื่อศึกษาภายใน ภารกิจดังกล่าวให้ผลลัพธ์ที่บ่งชี้ว่าน้ำแข็งส่วนใหญ่ของดาวหางอยู่ใต้พื้นผิว และแหล่งกักเก็บเหล่านี้เป็นแหล่งน้ำให้กับไอระเหยของน้ำที่ก่อตัวเป็นโคมาของดาวหางเทมเพล 1 ^{[ 175 ]}เปลี่ยนชื่อเป็น EPOXIและบินผ่านดาวหางฮาร์ทลีย์ 2เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน 2010  
• ยูลิสซีสในปี 2550 ยานสำรวจยูลิสซีสได้ผ่านหางของดาวหาง C/2006 P1 (แมคนอท) และบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับการปฏิสัมพันธ์ระหว่างหางและลมสุริยะในช่วงระยะเวลาห้าวัน ^{[ 176 ]}
• ข้อมูลจากภารกิจสตาร์ดัสต์แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่เก็บได้จากหางของดาวหางไวลด์ 2 นั้นเป็นผลึกและสามารถ "กำเนิดขึ้นจากไฟ" ได้เท่านั้น ที่อุณหภูมิสูงกว่า1,000 ° C (1,830 °F) ^{[ 177 ] [ 178 ]}แม้ว่าดาวหางจะก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะชั้นนอก แต่การผสมของวัสดุในแนวรัศมีในช่วงเริ่มต้นของการก่อตัวระบบสุริยะนั้นเชื่อกันว่าได้กระจายวัสดุไปทั่วจานดาวเคราะห์ก่อนกำเนิด ^{[ 179 ]}ด้วยเหตุนี้ ดาวหางจึงมีเม็ดผลึกที่ก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะชั้นในที่ร้อนจัดในช่วงแรก ซึ่งสามารถเห็นได้จากสเปกตรัมของดาวหางและจากภารกิจการเก็บตัวอย่าง นอกจากนี้ วัสดุที่เก็บได้เมื่อไม่นานมานี้ยังแสดงให้เห็นว่า "ฝุ่นดาวหางมีลักษณะคล้ายกับวัสดุของดาวเคราะห์น้อย" ^{[ 180 ]}ผลลัพธ์ใหม่เหล่านี้ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์ต้องคิดใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของดาวหางและความแตกต่างจากดาวเคราะห์น้อย ^{[ 181 ]}  
• โรเซตตายานสำรวจโรเซตตา โคจรรอบ ดาวหางชูริวมอฟ-เกราซิเมนโกเมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2014 ยานลงจอดฟิเลได้ลงจอดบนพื้นผิวดาวหางสำเร็จ ซึ่งเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่ยานอวกาศลงจอดบนวัตถุดังกล่าว ^{[ 182 ]}

ประมาณทุกๆ สิบปี ดาวหางจะสว่างพอที่จะสังเกตเห็นได้โดยผู้สังเกตการณ์ทั่วไป ทำให้ดาวหางเหล่านั้นถูกเรียกว่าดาวหางใหญ่^{[ 129 ]}การทำนายว่าดาวหางดวงใดจะกลายเป็นดาวหางใหญ่เป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง เนื่องจากมีหลายปัจจัยที่อาจทำให้ความสว่างของดาวหางแตกต่างไปจากที่คาดการณ์ไว้อย่างมาก^{[ 184 ]}โดยทั่วไปแล้ว หากดาวหางมีนิวเคลียสขนาดใหญ่และมีกิจกรรมสูง โคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ และไม่ถูกบดบังโดยดวงอาทิตย์เมื่อมองจากโลกในขณะที่สว่างที่สุด ก็มีโอกาสที่จะกลายเป็นดาวหางใหญ่ อย่างไรก็ตามดาวหางโคฮูเทคในปี 1973 ตรงตามเกณฑ์ทั้งหมดและคาดว่าจะกลายเป็นดาวหางที่น่าตื่นตาตื่นใจ แต่กลับไม่เป็นเช่นนั้น^{[ 185 ]}ดาวหางเวสต์ซึ่งปรากฏขึ้นสามปีต่อมา มีความคาดหวังต่ำกว่ามาก แต่กลับกลายเป็นดาวหางที่น่าประทับใจอย่างยิ่ง^{[ 186 ]}

ดาวหางใหญ่แห่งปี 1577 เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีของดาวหางใหญ่ มันโคจรผ่านใกล้โลกในฐานะดาวหางที่ไม่เป็นคาบและมีคนจำนวนมากเห็น รวมถึงนักดาราศาสตร์ชื่อดังอย่างไทโค บราเฮ และทากี อัด-ดินการสังเกตการณ์ดาวหางดวงนี้ ร่วมกับโนวาในปี 1572 ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับ มุมมอง ของอริสโตเติลที่ว่าจักรวาลคงที่^{[ 187 ]}

ช่วงปลายศตวรรษที่ 20 มีช่วงเวลาว่างเว้นยาวนานโดยไม่มีการปรากฏตัวของดาวหางขนาดใหญ่ใดๆ ตามมาด้วยการปรากฏตัวของดาวหางสองดวงติดต่อกันอย่างรวดเร็ว ได้แก่ดาวหางฮิยากุตาเกะในปี 1996 ตามด้วยดาวหางเฮล-บอปป์ซึ่งมีความสว่างสูงสุดในปี 1997 หลังจากถูกค้นพบเมื่อสองปีก่อนหน้านั้น ดาวหางขนาดใหญ่ดวงแรกของศตวรรษที่ 21 คือC/2006 P1 (แมคนอท) ซึ่งสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในเดือนมกราคม 2007 และเป็นดาวหางที่สว่างที่สุดในรอบกว่า 40 ปี^{[ 188 ]}

ดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์คือดาวหางที่โคจรผ่านใกล้ดวงอาทิตย์มาก ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด โดยทั่วไปจะอยู่ภายในไม่กี่ล้านกิโลเมตร^{[ 189 ]}แม้ว่าดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์ขนาดเล็กจะระเหยไปจนหมดในระหว่างการโคจรใกล้ดวงอาทิตย์ เช่นนี้ แต่ดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์ขนาดใหญ่สามารถอยู่รอดได้หลายรอบ ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด อย่างไรก็ตามแรงดึงดูดจากดวงอาทิตย์ ที่รุนแรง มักนำไปสู่การแตกเป็นชิ้นๆ^{[ 190 ]}

ประมาณ 90% ของดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์ที่สังเกตได้ด้วยSOHOเป็นสมาชิกของกลุ่ม Kreutzซึ่งทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากดาวหางยักษ์ดวงหนึ่งที่แตกออกเป็นดาวหางขนาดเล็กจำนวนมากในระหว่างการโคจรผ่านระบบสุริยะชั้นในครั้งแรก^{[ 191 ]}ส่วนที่เหลือประกอบด้วยดาวหางที่โคจรเฉียดดวงอาทิตย์เป็นครั้งคราว แต่มีการระบุกลุ่มดาวหางที่เกี่ยวข้องอีกสี่กลุ่ม ได้แก่ กลุ่ม Kracht, Kracht 2a, Marsden และ Meyer กลุ่ม Marsden และ Kracht ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับดาวหาง 96P/Machholzซึ่งเป็นต้นกำเนิดของกระแสฝนดาวตก สอง ^สายคือQuadrantidsและArietids ^{[ 192} ]

ในบรรดาดาวหางที่รู้จักกันหลายพันดวง บางดวงแสดงคุณสมบัติที่ผิดปกติ ดาวหางเอ็นเค (2P/Encke) โคจรจากนอกแถบดาวเคราะห์น้อยไปจนถึงภายในวงโคจรของดาวพุธในขณะที่ดาวหาง29P/Schwassmann–Wachmannปัจจุบันโคจรเป็นวงกลมเกือบสมบูรณ์ระหว่างวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์^{[ 193 ]} 2060 ไครอนซึ่งมีวงโคจรที่ไม่เสถียรอยู่ระหว่างดาวเสาร์และดาวยูเรนัสเดิมทีถูกจัดประเภทเป็นดาวเคราะห์น้อยจนกระทั่งสังเกตเห็นโคมาที่จางๆ^{[ 194 ]}ในทำนองเดียวกันดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี 2เดิมทีถูกกำหนดให้เป็นดาวเคราะห์น้อย¹⁹⁹⁰ UL ^{[ 195} ]

โดยทั่วไปแล้วเซนทอร์จะมีพฤติกรรมที่มีลักษณะทั้งของดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง^{[ 196 ]}เซนทอร์สามารถจัดประเภทเป็นดาวหางได้ เช่น60558 Echeclusและ166P/NEAT 166P/NEAT ถูกค้นพบในขณะที่มีโคมา จึงถูกจัดประเภทเป็นดาวหางแม้จะมีวงโคจร และ60558 Echeclusถูกค้นพบโดยไม่มีโคมา แต่ต่อมามีกิจกรรม^{[ 197 ]}และถูกจัดประเภทเป็นทั้งดาวหางและดาวเคราะห์น้อย (174P/Echeclus) แผนหนึ่งสำหรับแคสสินีคือการส่งไปยังเซนทอร์ แต่ NASA ตัดสินใจทำลายมันแทน^{[ 198 ]}

ดาวหางได้รับการตั้งชื่อโดยศูนย์ดาวเคราะห์น้อยแห่งสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลชื่อจะเริ่มต้นด้วยคำนำหน้าที่เกี่ยวข้องกับวงโคจรของวัตถุ: P/ สำหรับคาบการโคจร 200 ปีหรือน้อยกว่า, C/ สำหรับคาบการโคจรที่มากกว่านั้น, X/ สำหรับคาบการโคจรที่ไม่ทราบ และ D/ ​​สำหรับดาวหางคาบการโคจรที่หายไปแล้วถัดจากคำนำหน้าคือวันที่ค้นพบเป็นปีตัวเลข โดยใช้อักษรตัวใหญ่แทนครึ่งเดือน ข้อมูลเพิ่มเติมที่เข้ารหัสไว้ในชื่อประกอบด้วยการสังเกตการณ์การกลับมา ระบบนี้เริ่มต้นในปี 1995 ^{[ 206 ]}