世纪彗星会是它吗?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


ISON 现在看起来可能不起眼,但它有潜力成为一颗大彗星(来源:NASA/JPL-Caltech/UMD (Tony Farnham))

美国宇航局的深度撞击探测器捕捉到了 C/2012 S1 (ISON) 彗星的图像,当时它正经过木星的轨道距离,这可能是它首次向太阳系内部进发的旅程,并有可能带来一场壮观的景象。

彗星是出了名的反复无常的家伙。它们是大约 45 亿年前在我们刚形成的太阳周围形成的原始岩石、尘埃和易挥发冰块的团块,它们有时会沿着类似伊卡洛斯的轨道飞行,将它们带到太阳系内部。


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不断增强的太阳辐射会温暖它们的表面,并使固态水和二氧化碳等成分升华——产生巨大的反射气体和发光离子尾巴,以及尘土飞扬的碳化合物和硅酸盐流。

近距离观察:哈特利 2 号彗星的彗核——也是在 2010 年由深度撞击/EPOXI 母船拍摄的。挥发物喷射物正从表面喷发(来源:NASA/JPL-Caltech/UMD)

其中一些天体位于长椭圆轨道上,使它们一次又一次地返回太阳系内部圣地。例如,哈雷彗星的轨道周期约为 75 年,人类已经记录了其发光轨迹约 29 次,可能还见过更多次。

另一些则从所有已知主要和次要行星之外的一个仍然神秘的区域——奥尔特云向内坠落。我们太阳系早期的这些碎屑存在于距离太阳大约 2,000 到 50,000 倍地球距离的地方,甚至可能延伸到距离我们一光年远的地方。

正是这些长周期彗星(它们中的每一颗都可能再也不会访问我们)最有潜力在向内坠落时发出最耀眼的光芒,因为它们可能是基本上原始的,它们的挥发物已经成熟,可以接受太阳的加热。

C/2012 s1 彗星,或 ISON(国际科学光学网络)彗星,由俄罗斯天文学家维塔利·涅夫斯基和阿特约姆·诺维乔诺克于 2012 年 9 月发现。它极有可能成为一个真正壮观的天体,无论是在 2013 年 11 月 28 日最接近太阳 80 万英里之前还是之后。

2007 年的 17P/霍姆斯彗星——右侧是电离气体形成的蓝色尾巴(来源:Ivan Eder)

当然,我们以前都听说过这些。多年来,许多新发现的彗星天体都被吹捧为“下一颗大彗星”,但最终都逐渐减弱,变得不那么令人印象深刻。问题在于,任何彗星块的确切成分和物理结构都很难预测,其对温度升高的反应也很难预测。没有两颗彗星天体是相同的。

但我们仍然抱有希望,因为一颗明亮的彗星是一件令人惊奇的事情,在过去的几个世纪和几千年里,出现过一些真正伟大的彗星。上个世纪,1910 年,“1910 年 1 月大彗星”(C/1910 A1) 在白天可见,持续了几个月。1882 年的大彗星在那年 9 月(大约在其最接近太阳时)变得足够明亮,可以在天空中紧邻太阳可见。在人类历史上,还有更多彗星被目睹。

ISON 彗星看起来很有希望。1 月 17 日,美国宇航局的深度撞击探测器(深度撞击任务的幸存母船,该任务于 2005 年成功地将一个铜撞击探测器撞击了 9P/坦普尔彗星)能够从大约 4.93 亿英里的距离拍摄一系列 ISON 彗星的图像,当时该彗星天体正在接近距离太阳约 4.8 个地球轨道半径(天文单位)的位置。

这是一个这些照片的延时电影,如果您仔细观察,您会发现已经有迹象表明存在一条长约 40,000 英里的发光尾巴。ISON 有可能不会让人失望。

假定的奥尔特云(来源:ESO)

所有彗星都呈现出丰富多彩的科学数据。它们的粒子和尘埃尾巴为了解流动的太阳风和行星际磁场提供了见解,它们的内容为了解 40 多亿年前我们原始行星系统的丰富化学成分提供了见解。

奥尔特云天体也很有趣,因为它们可能代表着从我们的恒星兄弟姐妹那里偷来的物质。长期存在的一个问题是,与我们对由行星形成期间向外抛出的冰冷物质形成的奥尔特云的人口密度的预期相比,长周期彗星的数量似乎相当高。

事实上,这些数字非常不一致。虽然大多数太阳系形成模型表明,奥尔特云中可能存在大约 60 亿个冰冷块,但彗星计数表明人口约为 4000 亿。真是个难题。

2010 年,Hal Levison 及其同事使用计算机模拟证明,如果我们的太阳从其恒星诞生星团中出现时,拥有比其应有的份额更多的这些外部碎片,那么彗星天体的这种明显的过度丰富就可以得到解释。换句话说,与其姐妹太阳的动态拉扯和推挤导致了大量外星彗星天体的获取。

因此,ISON 不仅可能是一颗明亮而美丽的生物,当它接近太阳时,它还可能真真正正是一位来自星星的访客。

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