美国宇航局尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台初次追寻到:一颗星际彗星在挨近太阳并绕太阳运转时的水分丢失,这颗名为2i/Borisov(鲍里索夫彗星)的星际彗星于2019年底穿越太阳系。领导这项研讨的香港大学和阿拉巴马州奥本大学研讨生邢泽西(Zexi Xing)说:鲍里索夫彗星不属于任何一类太阳系彗星,使得它锋芒毕露,已知的彗星至少有一种特性是相同的。
彗星是混合着尘土的冻住气体团块,一般被称为“龌龊的雪球”。科学家估量,其间或许稀有千亿颗彗星绕太阳运转。但是,依据鲍里索夫彗星速度和计算出的途径,它必定来自太阳系以外。这颗彗星是已知的第二颗星际访客,是在第一颗名为“Oumuamua”(奥陌陌)的星际天体体穿过太阳系两年后被发现。业余天文学家根纳季·鲍里索夫(Gennady Borisov)在8月30日发现了这颗彗星,四个月后它间隔太阳最近。
前期的识别使多个天基和陆基天文台,有时刻进行具体的后续观测。10月份,科学家们运用新墨西哥州太阳黑子阿帕奇点天文台勘探到了这颗彗星的第一丝水痕迹。在接下来的几个月里,美国宇航局哈勃太空望远镜拍照了鲍里索夫彗星以每小时约100000英里(161000公里)速度行进时的相片。当彗星挨近太阳时,其外表的冰冻物质(如二氧化碳)会升温,并开端转化为气体。当它抵达间隔太阳2.3亿英里(3.7亿公里)的范围内时,水就会蒸腾。
蒸腾高峰期
研讨人员证明了鲍里索夫彗星水的存在,并运用紫外光丈量了水的动摇。当阳光分化水分子时,其间一个碎片是羟基,一种由一个氧原子和一个氢原子组成的分子。SWIFT运用其紫外线/光学望远镜(UVOT)勘探羟基宣布的紫外光指纹。在9月至2月期间,研讨团队对鲍里索夫彗星进行了六次调查。在11月1日至12月1日期间,鲍里索夫彗星发生的羟基(因而也便是水)的数量添加了50%,间隔这颗彗星与太阳最近的擦肩而过只要7天的时刻。
在高峰期,鲍里索夫每秒蒸腾排放8加仑(30升)的水,足以在大约10秒内装满一个浴缸。在穿越太阳系的过程中,这颗星际彗星丢失了近6100万加仑(2.3亿升)的水,足以填满92个奥运会巨细的游泳池。当它脱离太阳时,鲍里索夫彗星的水分丢失下降,并且下降速度比之前调查到的任何彗星都要快。这或许是由多种要素形成,包含外表腐蚀、旋转改变,乃至是碎裂。事实上,来自哈勃和其他天文台的多个方面数据显现,这颗彗星的大块在3月下旬决裂。
研讨的合著者、奥本大学物理学副教授丹尼斯·博德维茨(Dennis Bodewits)说:咱们真的很快乐,斯威夫特天文台的快速反应时刻和紫外线才能捕捉到了这些产水率。关于彗星,将其他检测到的分子数量表明为与水的数量比率,这为其他观测供给了很重要的布景。产水量丈量还协助研讨小组计算出鲍里索夫彗星的最小尺度,略低于半英里(0.74公里)宽。研讨小组估量,鲍里索夫彗星外表至少有55%的面积(大致相当于中央公园的一半)在间隔太阳最近的时分正在掉落。
与太阳系彗星的异同
这至少是大多数太阳系彗星活泼面积的10倍,鲍里索夫彗星在其他方面也与太阳系彗星不同。例如,与哈勃望远镜和智利阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列射电望远镜协作的天文学家发现,鲍里索夫彗星在间隔太阳那个间隔的彗星上,发生了有史以来最高水平的一氧化碳。不过,鲍里索夫彗星的确与太阳系彗星有一些共同之处。当它挨近太阳时,水产值添加与之前调查到的太阳系系彗星类似。研讨团队还发现,鲍里索夫彗星化学清单中的其他分子太阳系彗星类似。
例如,关于羟基和氰基(一种由碳和氮组成的化合物)鲍里索夫彗星发生了少数的双原子碳,这是一种由两个碳原子组成的分子,以及酰胺,这是一种从氨中衍生出来的分子。大约25%到30%的太阳系彗星都有这一特征。但鲍里索夫彗星的归纳特征与任何已知的太阳系彗星宗族都不符,科学家们仍在考虑这对其他行星体系的彗星开展意味着什么,其研讨研讨成果宣布在《天体物理学》期刊上。SWIFT是为了研讨伽马射线迸发而开发的,伽马射线迸发是世界中最亮堂的爆破。
但在曩昔的十年里,科学家使用它来了解更多关于彗星穿越太阳系的信息。大部分紫外光被地球大气层吸收,因而科学家有必要从太空寻觅羟基的信号。并且因为SWIFT具有灵敏的观测战略和快速的反应时刻,它可以对感兴趣的新目标进行长时间监控。鲍里索夫彗星的前五次观测,是由12小时内拍照的UVOT快照组成,最终一次是在24小时内拍照的一系列图画。这是一个很好的比如,阐明科学家想出了创造性和强壮的办法,使用外面的才能来做意想不到、令人兴奋的科学研讨。
博科园|研讨/来自:美国宇航局
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