星际访客2.0

星际访客2.0

一颗新发现的彗星C/2019 Q4 (Borisov)可能是一个星际访客,因为它可能来自于太阳系外。
Credits: NASA/JPL-Caltech

天文学家们发现了一个物体,它看起来很可能是极其罕见的来自太阳系外的访客。如果得到证实,这颗不寻常的天体将是迄今为止被探测到飞越我们周遭的第二个星际物体。

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艺术家对‘Oumuamua的印象画
版权:欧洲航天局(ESA)/ 哈勃望远镜(Hubble),美国国家航空航天局(NASA),欧洲南方天文台(ESO),M. Kornmesser

就像2017年飞越地球的迷人的雪茄状奥陌陌(‘Oumuamua)一样,本次探测到的明亮物体也是一颗彗星,然而它在天空中划出了一个非常不同的轨迹。这个新天体被命名为C/2019 Q4 (Borisov),于8月30日被业余天文学家根纳季•鲍里索夫(Gennady Borisov)首次发现。

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2019年9月10日,位于夏威夷大岛Canada-France-Hawaii望远镜拍摄到的Comet C/2019 Q4。
Credits: Canada-France-Hawaii Telescope

大约一周后,欧洲航天局(ESA)近地天体协调中心(Near-Earth Object Coordination Centre)的马可•米凯利(Marco Micheli)通过国际科学光学监测网(ISON)获取了新天体的图像,并利用位于夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜获得的数据进行了几次位置测量。这一数据证实了该天体不同寻常的轨道,该轨道最早由NASA的侦察系统(Scout system)报告,Scout系统是对新发现的小行星和彗星的实时监测系统。ESA目前正在对所有可用的数据进行分析,并计划进行更多观测,以进一步确定该物体在太空中的路径。尽管全球许多望远镜和天文学家都在观测这个有趣的天体,但关于其路径和起源仍然存在一些不确定性。

就像正在不断展开的‘Oumuamua 的故事 – 最初被认为是一颗小行星,后来最终被认为是一颗彗星 – 这看起来将是对一个不寻常访客的另一项令人兴奋的科学研究,有助于促进我们对太阳系形成的认识。

星际之间

正如该词所示,一个星际物体是“星际之间”的,在太空中漫游,不再被束缚或“困”在围绕特定恒星所形成的轨道上。

天文学家可以从一个物体的轨道形状,特别是其偏心率(即轨道被“拉伸”了多少)来了解该天体的很多情况。

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彗星C/2019 Q4的双曲轨道
版权:ESA

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行星在围绕其恒星(例如地球)的非常接近圆形的轨道上时,其轨道偏心率接近于零。

彗星和小行星在轨道上围绕着一个长路径的天体运行时其轨道偏心率在0到1之间,而轨道偏心率大于1的物体,即“双曲”轨道,是星际间的。

目前的观测强烈表明,C/2019 Q4是星际访客,它的轨道被高度拉长,轨道偏心率约为3。

然而,我们也知道这些早期观测的不确定性很高,因为早期观测是基于认定是物体接近于太阳和地平线来进行的,而这两个因素都会对观测质量产生负面影响。

ESA的探测技能
Credit:ESA

至关重要的是,真正确定一个物体的路径还需要在很长一段时间内进行测量,以了解它到底来自哪里,以及它将去往哪里。

当一颗彗星或小行星首次被发现时,它只是一个很小的光点。但随着时间的推移,多次观测使天文学家能够“在天空中画出一条弧线”,从而推断出物体的轨道。

ESA近地天体协调中心的Marco Micheli表示:“我们现在正致力于对这个不寻常的天体进行更多观测。”

“我们需要等上几天,才能通过观测来真正确定它的起源,这些观测要么能证明目前的论点,即它是星际访客,要么可能会彻底改变我们对它的理解。”

脏雪球

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尼特彗星  C/2002 V1(NEAT)图像
版权:B. Dintinjana and J. Skvarc

迄今为止,我们知道C/2019 Q4是一颗直径约几公里的相对较大的活跃彗星。预计它将在12月初到达与太阳的最近距离,距离太阳大约3亿公里。

在这个距离上,它不被认为是一个近地天体(near-Earth object, NEO),NEO是指那些在轨道运行过程中会接近或穿越地球轨道的小行星或彗星,迄今为止已知的NEO有2万多个。

彗星是由冰冻的气体和尘埃组成的冰冷、脆弱和不规则的天体,也被称为“脏雪球”。通常,它们沿着被高度拉长的轨道围绕太阳运行,其大部分时间都是在远离太阳的温度极低的地方度过的,但会短暂地经过狂暴的太阳,而且并不总是能在这次相遇中幸存下来。

如果它们以足够近的距离飞越太阳,太阳辐射会导致彗星的挥发性物质“升华” – 从固态冰一步变成蒸汽气体,同时带走一小块固态物质,形成巨大的“尾巴”。这些痕迹也被称为彗发,在太阳风的驱动下,向背离太阳的方向流动。

彗星拦截器

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彗星活动 – 2014年11月22日
版权Rosetta/ESA

如果彗星C/2019 Q4在几年后进入太阳系,它可能成为ESA“彗星拦截器”(Comet Interceptor)任务的潜在候选对象。

彗星拦截器由三个航天器组成,它的主要目标是造访奥尔特云(Oort cloud)中的一颗真正的原始彗星,但在它开始进入太阳系内部的旅程时,可能会造访一个星际物体。

如果新发现的天体像“Oumuamua”一样被证实是星际访客,那么仅仅两年内就发现了两颗这样的天体,这可能意味着这些天体比之前所推测的要普遍得多。

这对于拦截器任务来说是一个令人兴奋的前景,并且增加了我们对太阳系和整个宇宙其他星系形成的了解。

行星防御

新的NEO不断被发现,其中一些被列入ESA的“风险清单”,所有这些天体都由ESA的近地天体协调中心进行监测,该中心隶属于行星防御办公室(Planetary Defence Office)。

欲了解更多关于行星防御办公室的工作,包括旨在测试小行星偏转的赫拉(Hera)任务,请戳阅读原文。

参考
[1]https://www.nasa.gov/feature/jpl/newly-discovered-comet-is-likely-interstellar-visitor
[2]http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Safety/Interstellar_2.0

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