2005 年,在 NASA 的“深度撞擊”號探測器完成其將撞擊器探測器撞向坦普爾 1 號彗星核的目標後,任務科學家開始規劃下一步行動。
釋放了撞擊器並記錄了其彗星碰撞的探測器完好無損,並且燃料充足,這使其完全有能力與內太陽系中的另一顆彗星會合。彗星保留了來自早期太陽系的原始物質,而罕見的近距離觀察使行星科學家得以瞥見數十億年前普遍存在的條件。無需建造和發射新的探測器即可訪問另一顆彗星的前景——以略高於一項任務的價格獲得兩項任務——似乎太好了,不容錯過。唯一的問題是:去哪裡?
似乎最佳選擇是一顆名為 85P/博厄廷的彗星。這個鮮為人知的天體,以其發現者菲律賓神父利奧·博厄廷的名字命名,將在 2008 年接近地球。博厄廷彗星的及時軌道將為 NASA 提供一個機會,在無需為“深度撞擊”任務額外資助幾年以上的情況下訪問另一顆彗星。
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唯一的問題是:博厄廷彗星已經近 20 年沒有被觀測到。事實上,它只被觀測到兩次——在 1975 年的發現和隨後的 1986 年繞太陽軌道執行時。博厄廷彗星大約 11 年的橢圓軌道使其屬於所謂的短週期彗星。但是,當它本應在 1997 年再次穿過內太陽系時,博厄廷彗星的位置很不方便地位於地球太陽的另一側,這使得天文學家無法再次看到它。
在 2008 年到來之前的幾年裡,當博厄廷彗星將再次返回時,設計“深度撞擊”擴充套件任務(稱為 EPOXI,即太陽系外行星觀測和深度撞擊擴充套件調查)的天文學家們再次開始尋找這顆彗星。但儘管有一些有希望的線索,線索還是中斷了,任務科學家們選擇將“深度撞擊”號探測器送往備用目標。
該任務最終取得了成功,但博厄廷彗星從未被找到。經過一番詳盡的搜尋,動用了地球上和軌道上的部分最大望遠鏡,研究人員宣佈這顆彗星徹底消失了。它很可能在 1986 年最後一次被觀測到之後解體,但天文學家可能永遠無法確切知道博厄廷彗星何時、何地以及如何消亡的。它的意外消失使 EPOXI 任務的效益推遲了兩年,並增加了數百萬美元的成本。
在即將出版的《伊卡洛斯》雜誌中,夏威夷大學馬諾阿分校天文研究所的天文學家凱倫·米奇及其同事描述了為尋找博厄廷彗星所進行的艱苦而最終徒勞的搜尋。從 2005 年到 2007 年,這項搜尋動用了世界上幾個最強大的天文臺,包括智利的 8.2 米甚大望遠鏡 (VLT)、8.1 米的雙子座南望遠鏡、一對 6.5 米的麥哲倫望遠鏡以及託洛洛山美洲天文臺的兩臺 4 米望遠鏡;在夏威夷,他們使用了 8.3 米的昴星團望遠鏡和 3.6 米的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡。他們甚至求助於太空,利用了軌道斯皮策太空望遠鏡的觀測能力。後來,天文學家徒勞地在 NASA 的廣域紅外巡天探測器衛星 2010 年收集的資料中尋找碎片軌跡。
米奇說:“我幾乎不好意思說我們用了多少望遠鏡時間,因為 8 米和 10 米級的望遠鏡是非常寶貴的資源。” “如果你真的很幸運,你可能會獲得一晚的 8 米望遠鏡時間。”
米奇甚至考慮過徵調機器人行星探測器參加這項行動。“我實際上是在研究火星周圍軌道上的設施,”她說。“我們能否讓火星奧德賽號或其他什麼探測器轉向尋找它?”她很快了解到,原則上可以進行此類機動,但火星軌道探測器上的攝像機無法探測到如此微弱的物體。
沒有一臺望遠鏡發現這顆彗星的事實只能說明一件事:“它肯定是解體了,”米奇說。“因為人們對這顆彗星的興趣,每個人都在尋找它。”
博厄廷彗星的消失並沒有令人完全震驚。無論是由於附近行星的引力、昇華冰產生的積聚氣體壓力還是其他某種機制,彗星解體都相當常見。一項研究估計,像博厄廷彗星這樣的短週期彗星在任何一個世紀中都有超過 3% 的可能性會解體。“彗星真的沒有什麼強度,”米奇說。“我們不知道究竟是什麼機制會導致它們解體,但我們知道它們非常脆弱。”
儘管如此,“深度撞擊”任務的規劃者們仍然對在 2007 年秋季(即為進行航向修正機動以在第二年做好相遇準備的截止日期)之前重新找到這顆彗星抱有很高的希望。米奇回憶起“深度撞擊”任務的首席研究員、馬里蘭大學學院公園分校的邁克爾·阿赫恩向評估擴充套件任務的審查委員會保證,米奇可以及時重新找到博厄廷彗星。“我當時想,‘拜託,邁克!’”她回憶說。“彗星可能會發生變化。天啊,壓力真大!”
拋開米奇的擔憂不談,博厄廷彗星自 1986 年以來繞太陽執行兩圈後仍然存在的可能性更大。並且,考慮到它當時位於太陽背後,它在 1997 年沒有出現在天文記錄中是完全合理的。“我當時非常有信心我們會找到它,”阿赫恩說。“我讓自己相信,在‘深度撞擊’任務擴充套件被提上討論日程時,我們沒有找到它是有充分理由的,”他補充道。
2007 年 7 月,NASA 宣佈已批准“深度撞擊”的 EPOXI 擴充套件任務,以博厄廷彗星為主要目標。與此同時,如果仍然存在,博厄廷彗星正在接近太陽,這將使其更容易被地面望遠鏡觀測到。多年的斷斷續續的搜尋讓位於在昴星團望遠鏡和甚大望遠鏡上進行的幾周更密集的搜尋。但這顆彗星仍然沒有出現。
8 月,冷淡的線索突然升溫。加拿大-法國-夏威夷望遠鏡在博厄廷彗星的軌道路徑上探測到一個模糊的斑點。米奇和她的同事們爭先恐後地透過徵用他們能找到的任何望遠鏡來確認這次觀測結果。幾家大型天文臺的主管批准了他們的儀器上的自主支配時間。那些憑藉自己提案獲得望遠鏡時間的天文學家們暫停了他們的專案,以幫助尋找一顆迷失的彗星。“他們為這個專案放棄了大量時間,”米奇說。“僅僅是因為他們認為幫助為太空任務找到一顆迷途的彗星很棒,他們就把它給了我們。”
時間在流逝——任務規劃者只有幾個月的時間來設計和執行航向修正,以便探測器在 2008 年與博厄廷彗星會合。“人們每天都打電話給我,問,‘找到了嗎?找到了嗎?找到了嗎?’”米奇說。到 2007 年 10 月 18 日,搜尋結果已經出來——沒有其他望遠鏡可以確認初步的觀測結果。那個類似彗星的斑點是一個僥倖。
第二天,EPOXI 任務管理人員做出了正式決定。博厄廷彗星出局,備用目標哈特利 2 號彗星入選。哈特利 2 號彗星本身也是一個很有前景的科學目的地,但探測器要到原計劃與博厄廷彗星相遇的兩年後,甚至在“深度撞擊”專案預算終止後更長的時間才能到達那裡。“這將需要四年時間,而且很難將其納入擴充套件任務的預算限制,”阿赫恩說。
儘管增加了時間和費用,NASA 最終還是延長了任務,並且在 2010 年,探測器以大約 4000 萬美元的成本完成了成功飛越哈特利 2 號彗星的任務——比最初估計的要多,但仍然只是獨立任務成本的一小部分。“事實證明這是一件幸事,因為那個新目標絕對令人著迷,並且改變了我們對彗星如何運作的許多看法,”米奇說。
與此同時,博厄廷彗星的陰影再次籠罩著米奇和她的同事們。2008 年,當博厄廷彗星接近近日點(最接近太陽的位置)時,小行星中心的天文記錄保管員收到通知說,這顆迷途的彗星已被觀測到。但是,這份由一位缺乏經驗的觀測員提交的報告很快被證明是毫無根據的——這讓米奇鬆了一口氣。“一旦我們宣佈它丟失並重定向了探測器,我們真的希望我們是對的,”她說。“我一直在祈禱它真的死了,沒有人找到它。”