למרות שאסטרונומים כיום יודעים למקם שביטים במסלול סביב השמש הרי שב- 1700, הם עדיין היו צריכים לקבוע מהו שביט. ניתוח הקרינה של שביטים באמצעו ספקטרומטר מצביעים על תרכובות שונות הנמצאות סמוך לשביט, אך עד אמצע המאה הקודמת לא הצליחו לחדור מבעד להילה כדי לזהות את אופיו של גרעין השביט. סביב 1950, בסיוע תצפיות, הצליח פרופסור בהרווארד, פרד וויפל, להסיק כי גרעין השביט חייב להיות גוש קרח מלוכלך. הוא ציין כי הגז שזרם מהגרעין עבר תהליך המראה מקרח לגז, וכי חלקיקי האבק נלכדו בקרח של הגרעין. התמונה התיאורטית של גרעין שביט שתוארה על ידי פרופ' וויפל נקראת "מודל הקרחון המלוכלך".
באדיבות וויקיפדיה
אישור ישיר למודל של וויפל הגיע כאשר צי בינלאומי של חמש חלליות (שתיים יפניות, שתיים רוסיות, ואחת אירופאית) חקר את שביט האלי בשנת 1986. החללית האירופית הגיעה קרוב, רק כ- 600 קילומטר מגרעין השביט. בדיקה זו נקראה ג'וטו, לכבוד האמן האיטלקי אשר ב- 1304 ציור את השביט האלי, הוא היה אולי הראשון שהציג אותו כיצירת אמנות.
ג'וטו וחיישנים אחרים מצאו את האזור סביב הגרעין כסביבה מעורפלת ומאובקת. הדבר גרם לכך שהתמונות שצילמו היו מטושטשות. ג'וטו נפגע למעשה על ידי גרגר אבק, כאשר היה במרחק 960 קילומטר מהגרעין, הפגיעה השביתה אותו חלקית ל- 32 דקות במהלך ההתקרבות. עם זאת, החללית התאוששה בזמן והצליחה לצלם תמונות מרהיבות של הגרעין. תמונות התקריב של חללית גילו גוש קרח שאורכו 15 קילומטר ורוחבו 8 קילומטרים. לשם השוואה, גרעין שביט ההאלי הוא בערך באותו גודל וצורה כמו דימוס, הירח הקטן של מאדים.
גרעין ההאלי קודר כמו קטיפה שחורה. הוא מחזיר רק 4% מן האור הפוגע בו, לעומת 60% עד 80% שמחזיר קרח נקי. משקיפים מכדור הארץ קיבלו תוצאות דומות עבור גרעיני שביט אחרים. החומר השחור הוא אבק עשיר בפחמן, אשר מפוזר באופן אחיד על הקרח. כאשר קרח ממריא (מעבר ממוצק לגז) הוא מותיר אחריו שכבה מרוכזת של האבק הכהה. סילוני גז והאבק מצביעים על הנקודות "פעילות" על פני הגרעין השחור. בנפח הגז שסביב גרעין השביט נמצאו כ- 80% אדי מים.
באדיבוות וויקיפדיה
שביט האלי היה ראשון שנצפה באמצעות חלליות, אבל לא אחרון. ב- 2001 התקרבה חללית 1 Deep Space אל שביט Borelly , ב- 2010 חללית EPOXI עברה בסמוך לשביט הרטלי 2 (הדומה בצורתו לבוטן), אלו הן רק שתי דוגמאות. הביקור האחרון בסמוך לשביט היה במהלך מבצע רוזטה של סוכנות החלל האירופית, כאשר שיאו בנחיתה המרהיבה של הנחתת פיליי בסוף 2014. מבצע רוזטה התמקד בשביט 69 69P/Churyamov-Gerasimenko שהתקדם לעבר מערכת השמש הפנימית. רוזטה נכנסה למסלול סביב השביט שרוחבו כ- 4 ק"מ בעל צורה לא מוגדרת, מיפה השביט, וערך תצפיות לעבר אתרי הנחיתה. לאחר מכן שוגרה הנחתת פיליי לניסיון המסוכן מכל נחיתה רכה. בשל הכבידה החלשה של השביט הנחתת שמסתה 20 ק"ג שקלה על פניו לא יותר ממשקלו של גיליון נייר על פני הארץ. מהירות הנחיתה הייתה 2 קמ"ש, ובעקבות המפגש דילגה הנחתת בעצלתיים מספר פעמים, והתמקמה תחת צוק על פני השביט. למרות מבצע מוצלח בעיקרו, היו במהלכו גם כישלונות של של מערכת הניווט ומערכת העגינה של פיליי, שנועדה לקשור אותה אל פני השטח שביט. החשמל בסוללה של מערכת העגינה אזל במהירות אבל הפעילות של פיליי המשיכה.
התמונה המתקבלת ממשימות אלה היא של גרעין שביט מזוהם, הבנוי מכדורי שלג המשתנים מגושים צפופים ועד לגושי שלג רופפים. הקרח בגרעיני שביט רבים חלש ביותר, כך שגרעינים נוטים להישבר באופן ספונטני לחתיכות. זה יכול לקרות בעקבות פעולתם של כוחות גאות או כבידה כאשר שביט עובר קרוב לשמש או לפלנטה, או מלחץ שנוצר כאשר הקרח הופך לגז, ההתפשטות החומר היא שגורמת לשבירת הגרעין. זו הסיבה מדוע שומייקר-לוי 9 התפרק לשברים רבים לפני שפגע בצדק בשנת 1994.