彗星之死:我們從ISON彗星的消逝中學到了什麼

為什麼這顆天體未能倖免於靠近太陽的炙烤

今年感恩節(11月28日),當科學家們眼睜睜地看著著名的C/2012 S1彗星,又名ISON彗星,在熾熱地掠過太陽時消亡,他們的心情並不感恩。然而,目睹ISON彗星走向命運,讓研究人員瞭解了彗星的結構和組成,並讓他們更清楚地瞭解了為什麼它會在靠近太陽時解體。

ISON彗星 是一個罕見的闖入者,它來自遙遠的奧爾特雲,這是一個圍繞太陽和行星約一光年遠的彗星球體,進入了內太陽系。它的軌道使其離太陽表面僅三個太陽半徑,使其成為一類被稱為“掠日彗星”的大膽彗星。“我們以前從未見過奧爾特雲[拋棄的]掠日彗星,”華盛頓特區海軍研究實驗室的卡爾·巴塔姆斯在舊金山美國地球物理聯合會會議週二的新聞釋出會上說。“這是一個史無前例的天體。”

ISON彗星於去年九月才被發現,它飛向太陽的旅程促成了一場比以往任何彗星觀測都更盛大的觀測活動。世界各地的望遠鏡,以及13個太空天文臺和數百名業餘天文學家,在過去的幾個月裡都將目光投向了ISON彗星。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。 透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事能夠擁有未來。


ISON彗星是否能在與太陽的相遇中倖存下來,成為肉眼可見的奇觀,這是一個懸而未決的問題。最終,彗星在太陽附近的強烈高溫和潮汐力下解體,令那些曾希望一睹某些人預測的“世紀彗星”風采的觀星者感到失望。透過觀察ISON彗星的死亡過程,研究人員表示他們更瞭解它崩潰的原因。

ISON彗星結局中最令人痛苦的轉折之一是,它在越過太陽後短暫地出現變亮,這讓人錯誤地以為它在最接近太陽的近日點通過後倖存了下來。透過仔細分析衛星影片,科學家們現在對這種情況發生的原因有了一個理論。“一種可能的解釋是,碎片化發生在彗核到達近日點之前,”倫敦大學學院的傑蘭特·瓊斯說。如果它提前解體,它的碎片會因為太陽附近的潮汐力而擴散開來:較近的碎片會被重力更強烈地拉動,將它們拉得更遠,而星團背面的碎片則會因為重力拉力減小而滯後。從太陽的另一側出來時,同樣的過程會反向發生。當雲團短暫地再次合併時,星團可能會顯得重新變亮,然後再次變暗。

ISON彗星被認為有生存機會的一個原因是,之前一顆名為C/2011 W3 (洛夫喬伊)的掠日彗星在2011年甚至更靠近太陽的情況下也倖存了下來。透過比較對這兩顆彗星的觀測,科學家們推測洛夫喬伊彗星具有ISON彗星所缺乏的東西。“洛夫喬伊彗星不是奧爾特雲彗星,”巴塔姆斯說。“它至少已經多次經過太陽。它可能已經形成了厚厚的表皮。這可能是一個因素。”科學家們說,ISON彗星的外層是原始的,可能是不穩定的,而洛夫喬伊彗星已經被太陽灼燒過,可能有一個更堅硬的外殼來抵禦太陽的熱量和引力。

另一個因素可能是ISON彗星的大小。確定其彗核的寬度很困難,但最好的估計來自美國宇航局的火星勘測軌道飛行器 (MRO) 在 ISON 彗星十月份最接近火星時進行的觀測。根據這些觀測,研究人員認為 ISON 彗星的彗核直徑可能小於 600 米,使其相對緊湊,“因此它的解體和蒸發並不令人驚訝,”圖森市亞利桑那大學的阿爾弗雷德·麥克尤恩說,他是 MRO 上 HiRISE(高解析度成像科學實驗)相機的首席研究員。

在飛掠火星一個多月後,ISON彗星接近了水星,在那裡,美國宇航局的信使號探測器駐紮在環繞行星的軌道上,拍攝了數千張光譜測量圖,這些圖將彗星的光分解成其組成波長,以分析天體的成分。掃描結果顯示了 ISON 彗星核中存在的碳、氧、硫、鈉和其他元素的特徵。“這實際上是一個非常豐富的資料集,我們才剛剛開始研究它,”馬里蘭州約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的信使號專案科學家拉爾夫·麥克納特說。“最令人感興趣的事情之一是,在這些光譜中實際看到了多少碳線。還有一些光譜結構尚未被識別出來。”

儘管ISON彗星已經死亡,但它仍然可以帶來教訓。哈勃、斯皮策和錢德拉太空望遠鏡團隊都在考慮進行觀測,以尋找這顆被摧毀的彗星留下的塵埃。“這有點像一項恢復任務,但我不知道我們是否會取得任何成功,”巴塔姆斯說。

ISON彗星觀測活動是觀測另一顆值得關注的彗星接近的完美訓練。2014年,一顆名為C/2013 A1 (賽丁泉) 的奧爾特雲彗星將抵達內太陽系;它將極其靠近火星飛行,MRO將再次瞄準它。MRO的HiRISE相機應該能夠解析出比ISON彗星更高解析度的賽丁泉彗星影像,ISON彗星的影像由於距離而模糊。“這將是我們第一張長期彗星的解析影像,”麥克尤恩說。“這將有助於回答關於長期彗星與短期彗星有何不同Important questions。所以請繼續關注明年。”

Clara Moskowitz is a senior editor at 大眾科學, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大眾科學 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

More by Clara Moskowitz
© .