大約四個月前,在 2019 年 12 月,被稱為 2I/Borisov 的星際彗星最接近我們的太陽。在克里米亞業餘天文學家 Gennady Borisov 於 2019 年 8 月最初發現它之後,天文學家競相觀測該天體——這是自 2017 年類小行星 ‘Oumuamua 以來已知的第二個來自其他恆星的訪客——在它消失之前。但除了僅僅觀測 2I/Borisov 之外,他們還在期待其他事情:我們太陽的熱量會使彗星破裂,從而釋放出其內部的物質,這些物質在數十億年前在另一個恆星系統中形成後幾乎沒有或根本沒有改變。
3 月下旬,這些希望得以實現。兩個天文學家團隊使用哈勃太空望遠鏡的觀測證實,一塊大小達 100 米的巨大碎片已從彗星的固體冰核(稱為彗核)上脫落,彗核本身的直徑達 500 米。這個碎片正以每秒約 0.5 米的速度遠離彗星,並在距離其彗核 180 多公里的地方被觀測到。加州大學洛杉磯分校的 David Jewitt 是其中一個團隊的負責人,他說:“主彗核的一小部分碎片已經脫落。” “有東西出來了。” 後來哈勃的影像顯示,該碎片此後已解體,但彗星很可能會繼續丟擲碎片。
自從 2I/Borisov (通常稱為 Borisov 彗星)被發現以來,天文學家一直在熱切地研究其反射光,使用一種稱為光譜學的過程來發現其成分,並將其與我們太陽系中更熟悉的本土天體進行比較。他們已經檢測到水、氰化物、氧氣等物質的痕跡。這些發現可能只是前奏,接下來是對 Borisov 破裂時觀測資料的寶庫。“把它開啟甚至更令人興奮,因為我們真正感興趣的是這東西是由什麼構成的,”奧本大學的 Dennis Bodewits 說,他是另一個哈勃團隊的成員。“如果你把它開啟,你就能獲得以前從未被加熱過的物質,這是另一個太陽系的基石。”
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Borisov 於 2019 年 12 月 8 日最接近太陽,達到地球與太陽之間距離的兩倍左右。雖然該天體的起源尚不清楚,但這可能是它首次被恆星顯著加熱,這一過程會導致冰在彗星中沸騰為氣體,從而使它們形成獨特的尾巴。然而,直到 3 月初,Borisov 才表現出對這種加熱的反應跡象,當時它噴出了多次物質爆發。
星際彗星 2I/Borisov 的哈勃影像顯示,該天體在遠離太陽時正在破裂。圖片來源:美國國家航空航天局(NASA)、歐洲航天局(ESA)和 D. Jewitt
這些爆發可能增加了彗星的自轉速度,從而導致了現在觀察到的後續碎片化。“如果彗核由於這些氣體噴射扭矩而自行加速旋轉,它可能會旋轉得如此之快,以至於基本上會飛散開來,”Jewitt 說。“我們可以計算出該彗核的引力逃逸速度,並且我們可以猜測其密度與其他彗星相似。對這一點的檢驗將在未來進行——如果我們能看到彗核周圍沒有塵埃的話。”
至於為什麼彗星直到現在才分裂,紐西蘭坎特伯雷大學的 Michele Bannister 說她“有點驚訝”,因為最接近太陽是在四個月前。不過,她指出,與太陽相比,Borisov 的高速可能發揮了作用,使該天體以比本土彗星快得多的速度掠過我們的恆星,從而使其受到的整體加熱較少。“你確實需要相對於太陽系的東西稍微改變一下你的期望,”Bannister 說。
僅憑哈勃望遠鏡就可以告訴我們很多關於此次事件以及 Borisov 任何後續活動的資訊。然而,天文學家對這種前所未有的破裂發生在現在的時機感到遺憾,因為由於冠狀病毒大流行,世界上大多數主要天文臺都關閉了。“現在只能在南半球看到這顆彗星。而南半球的所有主要設施——從智利到澳大利亞再到南非——都已關閉,”馬里蘭大學的葉泉志說。
Bannister 指出,她和她的同事通常現在會使用諸如智利的甚大望遠鏡之類的儀器認真測量內部成分,但這些觀測目前根本不可能進行。“哈勃是一件美好的事情,但它有一堆不同的工具,這些工具專門用於非常特殊的用途,”她說。“我不確定 [Borisov] 在光譜的某些部分是否會足夠明亮 [對於這些部分],我們在哈勃上配備了可用的儀器。我們能夠測量的成分將受到很大限制。”
儘管 Borisov 在長達一年的時間內仍對哈勃可見,但地面望遠鏡只有幾個月的時間,之後它就會變得太暗而無法研究。大流行對全球的控制是否會在那時放鬆尚不清楚,但目前,我們太陽系最非凡事件之一的盛大結局正在沒有滿座的情況下播出。
