令人惊叹的彗星螺旋提供了冰雪球核心的惊鸿一瞥

12P/Pons-Brooks 彗星在其冰冷的核心中隐藏着一个奇怪的螺旋结构——它可能会告诉科学家们关于彗星内部的信息

Photo of comet 12P/Pons-Brooks and its rotating core with a backdrop of stars

扬·埃里克·瓦勒斯塔德拍摄的 12P/Pons-Brooks 彗星及其旋转核心的图像。

扬·埃里克·瓦勒斯塔德

12P/Pons-Brooks 彗星是一个变形者:在 2023 年夏天,它像标志性的星球大战飞船千年隼一样长出了翅膀。到了秋天,它因其角状外观而被戏称为“魔鬼彗星”。

现在,对于拥有合适设备的天文摄影师来说,12P 彗星似乎隐藏着一个完美的螺旋结构——这一令人惊叹的景象可能会告诉科学家们更多关于这个特殊的冰球的信息,它是记录在案的最亮的彗星之一。尽管如此,观测和拍摄它可能很棘手。12P 彗星正在向其最近太阳点移动,预计在 4 月下旬发生,因此目前,它永远不会升到地平线以上,并且与残余的阳光竞争。

“我根本没有抱太高的期望,因为当我每天开始拍摄时,你仍然可以看到地平线上的阳光,”挪威的业余天文摄影师 扬·埃里克·瓦勒斯塔德 说。“我以为我可能只会得到彗发——一个斑点。”(彗发是围绕彗星冰核或核心的模糊云状物,由从其表面升起的气体和尘埃形成。)


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但瓦勒斯塔德得到的远不止一个斑点:在 3 月 9 日拍摄的图像中,他不仅捕捉到了彗星长长的、飘逸的尾巴划过天空,还捕捉到了一个螺旋特征,他能够在编辑中突出显示该特征。

马里兰大学的行星天文学家叶泉志说,这种现象看起来很奇怪,但它是真实的。他指出,他和他的同事也在 12P 彗星中看到了这一特征。

螺旋结构远非史无前例:早在 1858 年,天文学家就开始注意到某些彗星的核心包含螺旋结构。叶泉志说,它的解释出奇地简单。“我们知道彗星会向太空释放气体和尘埃,而且彗核也像任何天体一样旋转,”他说。释放出的气体和尘埃变成了彗发,彗发反射阳光,使彗星的核心呈现出模糊的外观。当彗星表面不同部分以不同的速率损失物质时,彗发就会变得不均匀。而且由于彗星核在旋转,彗发的较亮和较暗部分会扭曲成螺旋状。

这种形成故事意味着螺旋结构不仅仅是漂亮——科学家可以从视觉模式开始,追溯时间,以了解更多关于彗星的信息。“我们可以利用这样的螺旋特征来尝试了解彗核旋转的速度和方向,”叶泉志说。“它告诉我们很多关于彗星本身的信息,这非常了不起。”

他说,12P 彗星是一颗令人兴奋的彗星,值得更多地了解。它特别容易爆发气体和尘埃,这会使它在天空中显得明亮。叶泉志说,虽然螺旋图案不是由爆发引起的,但天文爱好者希望这颗彗星可能会在未来几周内经历一次爆发,这可能会使它足够明亮,以便在 4 月 8 日横跨北美的日全食期间看到它。

此外,这个天体来自一个特别有趣的彗星群,被称为 哈雷型彗星,以其最著名的成员命名。这些彗星每 20 到 200 年在太阳系中穿梭一次——12P 彗星的轨道周期为 71 年。轨道周期小于 20 年的短周期彗星来自海王星以外的柯伊伯带区域。轨道周期超过 200 年的长周期彗星来自遥远寒冷的外层奥尔特云。叶泉志说,能够研究更多的哈雷型彗星可能有助于科学家了解这两个彗星密集区域之间的区域。

叶泉志说,12P 彗星也见证了自上次穿过内太阳系以来(从 1953 年到 1954 年)天文观测的发展和变化。“上次它出现时,我们没有那么多望远镜;我们没有现代计算机来为我们提供这些信息,”他说。这一次,人类拥有更多的天文台,一个特别强大的天文台应该会捕捉到 12P 彗星的退却:位于智利的维拉·C·鲁宾天文台应该会在明年开始其天空巡天。即使当彗星潜伏在地平线附近时,科学设施难以观测到它,但世界各地的业余天文学家都渴望监测这个冰球并分享他们所看到的。

瓦勒斯塔德在谈到大约两年前才开始认真从事的天文摄影时说:“我认为这就是这一切的美丽之处。”“你不仅可以创作出在美学上赏心悦目的图像,而且还可以带来科学信息。”

梅根·巴特尔斯 是一位居住在纽约市的科学记者。她于 2023 年加入大众科学,现在是那里的高级新闻记者。此前,她在 Space.com 担任作家和编辑超过四年,并在新闻周刊担任科学记者近一年,在那里她专注于太空和地球科学。她的作品也曾发表在奥杜邦、鹦鹉螺、天文学史密森尼等出版物上。她毕业于乔治城大学,并在纽约大学的科学、健康和环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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