欧洲航天局从火星轨道拍摄的星际彗星3I/阿特拉斯影像已公布。人类似乎苦候星际彗星多时后,十年间竟接连出现三颗。这位来自其他恒星系的最新访客3I/阿特拉斯于今年7月首次被发现。随着航天机构持续监测这个高速移动的天体,以下是目前已知信息。
彗星究竟是什么?
彗星是恒星系统形成时的残余物。太阳系内的彗星由约46亿年前的尘埃和冰组成,其核心是固态核,常被称作"脏雪球",由冻结的水、尘埃及二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨等挥发性化合物构成。
当彗星靠近太阳时,热量会使其表面冰层直接气化,在核周围形成暂态大气层(彗发)。释放的尘埃和气体使彗星呈现朦胧外观,并形成延伸数百万公里的彗尾。典型彗星拥有两条彗尾:一条由尘埃构成的白色尘埃尾沿轨道拖行,另一条由带电粒子组成的蓝色离子尾始终背向太阳。
星际彗星顾名思义源自太阳系之外,由其他恒星系的碎片形成。它们可能因与路过恒星等天体的引力相互作用而改变轨迹飞向太阳系。迄今天文学家仅确认三颗此类彗星造访:2017年的1I/奥陌陌、2019年的2I/鲍里索夫以及今年7月发现的3I/阿特拉斯。
星际彗星能带来什么科学价值?
它们为天文学家提供了近距离研究其他恒星系物质的唯一机会。当这些彗星经过太阳附近时,释放的尘埃和气体能揭示其母星系的化学成分。欧空局"彗星拦截器"计划项目科学家迈克尔·库珀斯指出,这些天体是可直接观测的外星系原始构造单元,能帮助理解其形成环境条件。
对3I/阿特拉斯的观测可能较前两者更具价值。奥陌陌几乎未释放气体尘埃,而3I/阿特拉斯将比鲍里索夫更接近太阳,这意味着它将释放更多可分析物质。
3I/阿特拉斯有何独特之处?
由于观测样本稀少,难以界定典型特征,因此每颗都令人振奋。但3I/阿特拉斯确实存在有趣特性:初步估算直径介于440米至5.6公里,可能大于奥陌陌(最长400米)和鲍里索夫(约1公里)。
哈勃太空望远镜影像显示其彗发呈现向太阳方向扩张的"反尾"现象,可能源于彗核表面冰层的不均匀升华。此外,其化学特征也与太阳系彗星不同。智利超大型望远镜观测表明其喷流中镍铁比例异常,可能来自四羰基镍和五羰基铁化合物的升华。观测还发现该彗星的光散射存在异常偏振,可能与水冰及富镁硅酸盐有关。
这些彗星从何而来?
多数近地彗星源自海王星外的柯伊伯带冰质天体环,公转周期短于200年;其余来自奥尔特云——这个延伸至比邻星中途的遥远区域储存着数以亿计彗星,单次公转需时可达3000万年。
轨道特征如何?
该彗星沿黄道面进入太阳系,这是地球及其他行星的轨道平面。它与地球最近距离达2.4亿公里(日地距离的1.5倍),不存在撞击任何行星的风险。
关于外星科技的猜想
曾提出奥陌陌可能是外星科技的美国天文学家阿维·勒布指出,3I/阿特拉斯轨迹经过木星、火星和金星附近具有设计感,且其来源方向与1977年"哇!信号"高度吻合。但他承认这更可能是自然天体。库珀斯赞同此观点:"它的外观和行为符合彗星特征,没有理由另作他想。若分析其路径与角度,总能发现统计学上的小概率事件。"
后续观测计划
天文学家计划通过地面与空间望远镜、火星轨道器与漫游车、欧空局"木星冰月探测器"等设备继续拍摄。近期欧空局公布的火星微量气体轨道器与火星快车号影像显示,在距离火星3000万公里处,该彗星已呈现带彗发的小光点,表明太阳热辐射正激活其活动性。虽然彗星最接近地球时将隐于太阳后方,但11月下旬将重新出现提供研究良机。
常见问题解答
以下是关于观测稀有星际彗星的实用问答集
初级问题
1 什么是星际彗星?
星际彗星指源自太阳系外的彗星。与奥尔特云彗星不同,这些访客仅进行单程穿越。
2 如何确认它来自太阳系外?
科学家通过计算其轨道确认。若运行速度过快且非封闭绕日轨道,则必定来自星际空间。
3 研究外星彗星有何特殊意义?
它如同宇宙信使,携带其他恒星周围形成的物质,让我们能直接获取不同行星系统的构成样本。
4 能用肉眼看到这颗彗星吗?
绝大多数星际访客非常暗淡,需借助强力望远镜观测,肉眼可见的可能性极低。
5 这颗彗星有危险吗?会撞击地球吗?
不会构成威胁。它们在遥远距离即被探测,轨道经精密追踪确认将安全掠过。
进阶深度问题
6 其成分能提供哪些具体信息?
通过分析释放的气体和尘埃,可了解其他恒星系常见的化学物质、矿物和冰体成分,揭示生命成分是否具有宇宙普适性。
7 与太阳系彗星相比有何异同?
这是关键问题。通过对比成分、尺寸和行为模式(如与哈雷彗星),可判断太阳系在宇宙中属于典型还是特例。
8 结构特征如何反映母星系信息?
彗体的物理结构(完整天体或松散碎石堆)能揭示其原行星系的物理条件与形成过程。
9 使用哪些技术进行研究?
科学家运用全球最强大的地面与空间望远镜进行光谱分析,通过分解光线识别其化学指纹。
10 观测面临的最大挑战是什么?
主要难点在于这些天体通常体积小、亮度低且高速移动。