彗星是一类进入太阳系后,其形状和亮度会随着与太阳距离的变化而呈现不同状态的特殊天体,外表呈现云雾状的奇特外貌。其中一个典型的标志,是在太阳辐射的影响下,由于组成冰晶物质的挥发,会拖着一条长长的云雾尾巴,体型较大且运动速度较快的彗星,会拥有很长的彗尾,有的甚至能达到几亿公里。
目前科学家们已经监测到上千颗彗星的运行轨道,它们大多来源于太阳系外围的奥尔特云,对彗星的起源、运动规律以及组成物质等方面进行系统深入研究,对于解释太阳系的形成和演化规律,探索地球生命的起源和发展等都具有重大的现实意义。
有史以来观测到的最大彗星
2014年10月20日凌晨,位于智利阿塔卡马沙漠的一架天文望远镜,对准了南方的夜空,捕捉到了一个小小的反光,通过研究分析,这个反光点距离太阳差不多有43亿公里,这个数值约为地球和太阳距离的29倍,由于距离实在太远,闪光点也不怎么突出,所以即使这个反光点近年来一直都被观测到,仍然没有引起科学家们的过多关注。
不过,在今年早些时候,两位天文学家在梳理地球众多天文望远镜的观测数据,用以进行暗能量调查的研究过程中,发现这个一直被观测到的反光点,有很大的可能是进入太阳系内的一颗巨大彗星,研究成果在今年6月份的时候公诸于世。这颗彗星被命名为伯纳迪内利-伯恩斯坦,以彗星的分类法确定为C/2014 UN271彗星。
根据观测和分析的结果,科学家们估算这颗彗星的直径约有150公里,这是数十年来通过天文望远镜直接观测到的最大彗星,作为对比,著名的哈雷彗星直径仅为1公里、2014-2016年欧洲航天局的罗塞塔航天器围绕飞行的67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星直径仅为4公里,1995年撞击木星引发木星大气层强烈闪光的Hale-Bopp彗星直径也才15公里左右。
从推测的该颗彗星大小看,它的直径甚至要比火星的卫星还要大不少。目前,彗星正朝着地球的方向“驶来”,随着距离太阳越来越近,其表面大量冰晶物质挥发得程度也会越来越大,其亮度也会越来越高,预计在2031年1月份,它与太阳的距离达到最小,届时其轨道将处于土星公转轨道附近,距离太阳16亿公里左右,并不会撞击到地球,也不会对地球产生什么样的影响。
所以,从现在到2040年,我们都可以通过天文望远镜观测到这颗巨大彗星奉献的精彩“演出”,这对于天文学家们来说,如此“近距离”地目睹到巨大彗星的光临,无论是从视觉效果,还是从科学研究的角度来说,无疑都是千载难适的机会。待彗星达到近日点的未来10年时间里,随着科学技术的发展,届时应该会有探测器能够直接登陆这颗彗星,为我们更近距离地审视这颗彗星提供第一手资料。
同时,令科学家们感到兴奋不已的是,这颗巨型彗星围绕太阳公转的周期,将长达数百万年,在我们这个时代,能够利用简单的天文望远镜就能观测得到,实属一大幸事。在最近一段时间,科学家们观测到,这颗彗星的亮度,已经较之前有了明显的增加,说明目前这个距离下彗星表面物质已经呈现挥发得越来越强烈的迹象,待2031年时,科学家们预测,这颗彗星的亮度,将直逼土星最大卫星-泰坦星。
望远镜对这颗彗星的观测
率先发现这颗彗星的时间,其实可以追溯到2010年,观测结果隐藏在了众多档案数据库中。位于智利阿塔卡马沙漠的布兰科望远镜,由于安装了一台非常灵敏的数码相机,从2013到2019年间收集到了地球南方夜空中近10万次的闪光现象,不但推动了科学家们对暗能量的探索研究,拍摄到的图像也为寻找和发现距离地球较近天体提供了可能。
伯纳迪内利和伯恩斯坦夫妇在参与研究暗能量的过程中,在数以万计的图像中,持续发现了只有几个像素的亮点,然后他们编写了计算机程序,在这些图像中更加高效地寻找、定位移动的光点。通过几个月的计算,最后形成了800多个潜在发现新天体的清单,而且发现这些天体的运行轨道,与太阳系内的天体都不相同,轨道非常极端,就像长周期彗星一样,随后他们将发现结果提交给了国际小行星研究中心,今年6月份,该研究中心确认这个发光的天体是一颗彗星,并以伯纳迪内利和伯恩斯坦夫妇命名这颗彗星。
在正式放出这颗彗星信息之后的一天之内,多位天文学家通过天文望远镜,观测到了由许多尘埃和气体物质形成的彗发和彗尾,尽管当时这颗彗星距离太阳仍然有40亿公里。
一般情况下,彗星只有在比较接近太阳的时候,才会在越来越强太阳辐射下,原本冻结的组成物质被挥发出来形成彗发和彗尾。然而,伯纳迪内尔-伯恩斯彗星所含有的挥发物应该非常丰富,即使在海王星以外的“寒冷”空间中,那些“挥发物”仍然能够发生升华现象。
2018-2020年间,苔丝太空望远镜将目标对准了这颗彗星,由于苔丝望远镜的观测空间区域比之前调查暗能量望远镜的要大,而且分辨率也更高,所以苔丝拍摄的彗星图像要比以前观测的更加明亮,这说明此时此刻伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星,已经释放形成了一条非常巨大、弥散性很强的“尾巴”。
该彗星的研究团队对观测结果又进行了深入分析,认为伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星所挥发出来的物质,应该是以二氧化碳和氮气为主,并就此开始模拟彗星化学成分,以及预测随着距离太阳越来越近,彗星组成部分所发生的物理和化学反应。
该彗星未来的走向
科研人员正在调动一切资源和力量,抓紧开展对该颗彗星更加深入的观测和研究。一方面,是谋划未来航天器登陆这颗彗星的可能性,另一方面是破译这颗彗星以往穿越太阳系的历史,试图了解到这颗彗星在过去几百万年穿越太阳系时,被太阳系“改变”了多少。
然而,要想了解这颗彗星的历史是非常困难的,因为其围绕太阳公转的周期太长了,有好几百万年,同时来源于奥尔特云的彗星是如此的遥远,在运行过程中也极易受到其它恒星的引力影响所推动,比如在280万年前,一颗名为HD 7977 的类太阳恒星就经过了太阳系,但是科学家们对这颗恒星的运行轨迹、现在去哪了、以及对太阳系内的天体造成什么样的影响都知之甚少。所以,在未来十多年时间里,伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星的实际运动走向到底如何,对太阳系产生什么样的影响,预测起来难度自然非常大。
但不论如何,这颗彗星的到来,在天文界仍然激起了巨大“涟漪”,这属于宇宙给地球人类的一种罕见的“奢侈品”。2023年将要上线运行的鲁宾天文望远镜,也把观测这颗彗星作为未来十年甚至更长时间观测的重要目标,或许届时我们可以发现更多这样的特殊天体光顾太阳系。
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