目标:失踪——曾是 NASA 任务目标的彗星消失了

鲜为人知的 85P/博厄廷彗星曾被选为 NASA“深度撞击”号探测器扩展任务的目标,但在 1986 年之后的某个时候消失了

2005 年,在 NASA 的“深度撞击”号探测器完成其将撞击器探测器撞向坦普尔 1 号彗星核的目标后,任务科学家开始规划下一步行动。

释放了撞击器并记录了其彗星碰撞的探测器完好无损,并且燃料充足,这使其完全有能力与内太阳系中的另一颗彗星会合。彗星保留了来自早期太阳系的原始物质,而罕见的近距离观察使行星科学家得以瞥见数十亿年前普遍存在的条件。无需建造和发射新的探测器即可访问另一颗彗星的前景——以略高于一项任务的价格获得两项任务——似乎太好了,不容错过。唯一的问题是:去哪里?

似乎最佳选择是一颗名为 85P/博厄廷的彗星。这个鲜为人知的天体,以其发现者菲律宾神父利奥·博厄廷的名字命名,将在 2008 年接近地球。博厄廷彗星的及时轨道将为 NASA 提供一个机会,在无需为“深度撞击”任务额外资助几年以上的情况下访问另一颗彗星。


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唯一的问题是:博厄廷彗星已经近 20 年没有被观测到。事实上,它只被观测到两次——在 1975 年的发现和随后的 1986 年绕太阳轨道运行时。博厄廷彗星大约 11 年的椭圆轨道使其属于所谓的短周期彗星。但是,当它本应在 1997 年再次穿过内太阳系时,博厄廷彗星的位置很不方便地位于地球太阳的另一侧,这使得天文学家无法再次看到它。

在 2008 年到来之前的几年里,当博厄廷彗星将再次返回时,设计“深度撞击”扩展任务(称为 EPOXI,即太阳系外行星观测和深度撞击扩展调查)的天文学家们再次开始寻找这颗彗星。但尽管有一些有希望的线索,线索还是中断了,任务科学家们选择将“深度撞击”号探测器送往备用目标。

该任务最终取得了成功,但博厄廷彗星从未被找到。经过一番详尽的搜索,动用了地球上和轨道上的部分最大望远镜,研究人员宣布这颗彗星彻底消失了。它很可能在 1986 年最后一次被观测到之后解体,但天文学家可能永远无法确切知道博厄廷彗星何时、何地以及如何消亡的。它的意外消失使 EPOXI 任务的效益推迟了两年,并增加了数百万美元的成本。

在即将出版的《伊卡洛斯》杂志中,夏威夷大学马诺阿分校天文研究所的天文学家凯伦·米奇及其同事描述了为寻找博厄廷彗星所进行的艰苦而最终徒劳的搜索。从 2005 年到 2007 年,这项搜索动用了世界上几个最强大的天文台,包括智利的 8.2 米甚大望远镜 (VLT)、8.1 米的双子座南望远镜、一对 6.5 米的麦哲伦望远镜以及托洛洛山美洲天文台的两台 4 米望远镜;在夏威夷,他们使用了 8.3 米的昴星团望远镜和 3.6 米的加拿大-法国-夏威夷望远镜。他们甚至求助于太空,利用了轨道斯皮策太空望远镜的观测能力。后来,天文学家徒劳地在 NASA 的广域红外巡天探测器卫星 2010 年收集的数据中寻找碎片轨迹。

米奇说:“我几乎不好意思说我们用了多少望远镜时间,因为 8 米和 10 米级的望远镜是非常宝贵的资源。” “如果你真的很幸运,你可能会获得一晚的 8 米望远镜时间。”

米奇甚至考虑过征调机器人行星探测器参加这项行动。“我实际上是在研究火星周围轨道上的设施,”她说。“我们能否让火星奥德赛号或其他什么探测器转向寻找它?”她很快了解到,原则上可以进行此类机动,但火星轨道探测器上的摄像机无法探测到如此微弱的物体。

没有一台望远镜发现这颗彗星的事实只能说明一件事:“它肯定是解体了,”米奇说。“因为人们对这颗彗星的兴趣,每个人都在寻找它。”


博厄廷彗星的消失并没有令人完全震惊。无论是由于附近行星的引力、升华冰产生的积聚气体压力还是其他某种机制,彗星解体都相当常见。一项研究估计,像博厄廷彗星这样的短周期彗星在任何一个世纪中都有超过 3% 的可能性会解体。“彗星真的没有什么强度,”米奇说。“我们不知道究竟是什么机制会导致它们解体,但我们知道它们非常脆弱。”

尽管如此,“深度撞击”任务的规划者们仍然对在 2007 年秋季(即为进行航向修正机动以在第二年做好相遇准备的截止日期)之前重新找到这颗彗星抱有很高的希望。米奇回忆起“深度撞击”任务的首席研究员、马里兰大学学院公园分校的迈克尔·阿赫恩向评估扩展任务的审查委员会保证,米奇可以及时重新找到博厄廷彗星。“我当时想,‘拜托,迈克!’”她回忆说。“彗星可能会发生变化。天啊,压力真大!”

抛开米奇的担忧不谈,博厄廷彗星自 1986 年以来绕太阳运行两圈后仍然存在的可能性更大。并且,考虑到它当时位于太阳背后,它在 1997 年没有出现在天文记录中是完全合理的。“我当时非常有信心我们会找到它,”阿赫恩说。“我让自己相信,在‘深度撞击’任务扩展被提上讨论日程时,我们没有找到它是有充分理由的,”他补充道。

2007 年 7 月,NASA 宣布已批准“深度撞击”的 EPOXI 扩展任务,以博厄廷彗星为主要目标。与此同时,如果仍然存在,博厄廷彗星正在接近太阳,这将使其更容易被地面望远镜观测到。多年的断断续续的搜索让位于在昴星团望远镜和甚大望远镜上进行的几周更密集的搜索。但这颗彗星仍然没有出现。

8 月,冷淡的线索突然升温。加拿大-法国-夏威夷望远镜在博厄廷彗星的轨道路径上探测到一个模糊的斑点。米奇和她的同事们争先恐后地通过征用他们能找到的任何望远镜来确认这次观测结果。几家大型天文台的主管批准了他们的仪器上的自主支配时间。那些凭借自己提案获得望远镜时间的天文学家们暂停了他们的项目,以帮助寻找一颗迷失的彗星。“他们为这个项目放弃了大量时间,”米奇说。“仅仅是因为他们认为帮助为太空任务找到一颗迷途的彗星很棒,他们就把它给了我们。”

时间在流逝——任务规划者只有几个月的时间来设计和执行航向修正,以便探测器在 2008 年与博厄廷彗星会合。“人们每天都打电话给我,问,‘找到了吗?找到了吗?找到了吗?’”米奇说。到 2007 年 10 月 18 日,搜索结果已经出来——没有其他望远镜可以确认初步的观测结果。那个类似彗星的斑点是一个侥幸。

第二天,EPOXI 任务管理人员做出了正式决定。博厄廷彗星出局,备用目标哈特利 2 号彗星入选。哈特利 2 号彗星本身也是一个很有前景的科学目的地,但探测器要到原计划与博厄廷彗星相遇的两年后,甚至在“深度撞击”项目预算终止后更长的时间才能到达那里。“这将需要四年时间,而且很难将其纳入扩展任务的预算限制,”阿赫恩说。

尽管增加了时间和费用,NASA 最终还是延长了任务,并且在 2010 年,探测器以大约 4000 万美元的成本完成了成功飞越哈特利 2 号彗星的任务——比最初估计的要多,但仍然只是独立任务成本的一小部分。“事实证明这是一件幸事,因为那个新目标绝对令人着迷,并且改变了我们对彗星如何运作的许多看法,”米奇说。

与此同时,博厄廷彗星的阴影再次笼罩着米奇和她的同事们。2008 年,当博厄廷彗星接近近日点(最接近太阳的位置)时,小行星中心的天文记录保管员收到通知说,这颗迷途的彗星已被观测到。但是,这份由一位缺乏经验的观测员提交的报告很快被证明是毫无根据的——这让米奇松了一口气。“一旦我们宣布它丢失并重定向了探测器,我们真的希望我们是对的,”她说。“我一直在祈祷它真的死了,没有人找到它。”

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