Es uno de los mejor conocidos y más brillantes cometas de "periodo corto" del cinturón de Kuiper. Halley es el único de período corto que es visible a simple vista desde la Tierra, y también el único cometa a simple vista que quizás aparece dos veces en una vida humana, por lo que del mismo existen muchas referencias de sus apariciones, siendo el mejor documentado.
El regreso del Halley al interior del Sistema Solar fue observado y grabado por astrónomos desde por lo menos el año 240 a. e. c. Claros documentos de las apariciones del cometa fueron hechas por los cronistas chinos, babilónicos y los europeos medievales, pero no fueron reconocidas como reapariciones del mismo objeto en ese entonces.
El período orbital del cometa fue determinado por primera vez en 1705 por el astrónomo inglés Edmond Halley, ahora nombre designado para el astro. Se le observó por última vez en el año 1986 en las cercanías de la órbita de la Tierra, y su próxima aparición ocurrirá a mediados de 2061.
Durante su aparición en 1986, Halley se convirtió en el primer cometa para ser observado a detalle por naves espaciales, proporcionando la primera información de observación sobre la estructura de un núcleo cometario y el mecanismo de formación del coma y la cola. Esas observaciones apoyaron un número de hipótesis antiguas sobre la construcción del cometa, particularmente el modelo de «bola de nieve sucia» de Fred Lawrence Whipple, que correctamente predice que Halley estaría compuesta de una mezcla de hielos volátiles (como agua, dióxido de carbono y amoníaco) y polvo. Las misiones también proporcionaron información que esencialmente reformaron y reconfiguraron esas ideas. Por ejemplo, ahora se entiende que la superficie de Halley está en gran parte compuesta por polvo, materiales no volátiles, y que sólo una pequeña parte de ella está cubierta de hielo.
El cometa Halley fue el primero en ser reconocido como periódico, su órbita fue calculada por primera vez por el astrónomo Edmund Halley en 1705. Se le observó con anterioridad en Europa en el año 1456 por el astrónomo alemán Johann Müller Regiomontano. Las observaciones de datos muestran que fue observado por primera vez en el año 239 a. C.
En sus observaciones, Edmund Halley comprobó que las características del cometa coincidían con las descritas en 1682, y también con las del de 1531 (descritas por Petrus Apianus) y 1607 (observadas por Johannes Kepler en Praga). Halley concluyó que correspondían al mismo objeto celeste, que retornaba cada 76 años. Con ello, realizó una estimación de la órbita, y predijo su reaparición para el año 1757. Esta predicción no fue del todo correcta, pues el retorno no fue visto hasta el 25 de diciembre del año 1758, realizado por el astrónomo aficionado alemán Johann Georg Palitzsch. En este caso, la atracción de Júpiter y Saturno fue la responsable del retardo. Halley no pudo contemplar el retorno de su cometa, tras fallecer en 1742, dieciséis años antes.
La órbita del cometa Halley es muy elíptica, con un foco en el Sol, su distancia más corta al Sol, el perihelio es de 0.6 UA, entre las órbitas de Mercurio y Venus, mientras que su afelio, la mayor distancia al Sol, es de 35.3 UA, casi la distancia de la órbita de Plutón.
Como curiosidad, entre los objetos del Sistema Solar, su órbita es retrógrada, pues orbita en dirección contraria a los planetas, con una inclinación de 18º respecto a la eclíptica.
La Misión Giotto proporcionó a los astrónomos la primera visión de la estructura y superficie del Cometa Halley.
El coma del mismo se extiende a través de millones de kilómetros en el espacio, aunque su núcleo es relativamente pequeño, estando en unos 15 kilómetros de largo, 8 de ancho y 8 de alto (15x8x8 km), con una forma de cacahuete. La masa del cometa es bastante baja, de unos 2.2×1014 kg, con una densidad de unos 0,6 g/cm3. Su albedo es de aproximadamente un 4%, lo que indica que sólo un 4% de la luz recibida es reflejada, más o menos, es el mismo comportamiento que el carbón. Aunque parece muy brillante, y blanco, al ser observado desde la Tierra, el Cometa Halley es, sin embargo, un cuerpo negro.
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