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500万亿吨的史上最大彗星正向太阳接近,有望加深对奥尔特云了解

时间:2022-04-17 17:48:59       来源:腾讯网

近日,哈勃太空望远镜发现有史以来最大彗星,其彗核(Comet Nucleus,彗星固体部分)直径约为 80 英里,重量 500 万亿吨,是典型彗星的十万倍。

图 | C/2014 UN271 与其他彗星的大小比较(来源:NASA)

据了解,彗星是围绕太阳运动的一类小型天体。已知的多数彗星比我们熟知的哈雷(Halley)彗星都要小,一般直径为 1 英里或更小。

之前最大彗星是直径约为 60 英里的 C/2002 VQ94 或称海尔-波普(Hale-Bopp)彗星。这次打破它记录的彗星被称为 C/2014 UN271。

目前,这个庞然大物在以 22000 英里/小时的速度向太阳方向接近,但不用担心它最终会撞向地球。其近日点距太阳约 10 亿英里,要大于土星到太阳的距离。它到达这一最近距离,要到 2031 年才能实现。

另外,之所以能够在如此远的距离测量一颗彗星的大小,其中一个原因就是因为它在逐渐接近太阳时水冰在不断地丢失。天文学家还指出,由于 C/2014 UN271 在接近太阳的过程中,其上物质会被不断“蒸发”(彗尾的形成),一旦开始返程,它的大小将很可能只剩当前的一半。

据悉,此时该彗星的轨道周期约为 300 万年,离境之后,由于质量变小,周期变为约 450 万年。

C/2014 UN271 是由天文学家佩德罗·伯纳迪内利(Pedro Bernardinelli)和加里·伯恩斯坦(Gary Bernstein)在智利塞罗托罗托洛(Cerro Tololo)天文台,进行暗能量巡天(Dark Energy Survey)项目搜索太阳系天体时偶然观测到的。当时, C/2014 UN271 距离太阳有 30 亿英里,这大概与海王星的位置相当。而现在该彗星离太阳不到 20 亿英里,

另外,由于彗星一般用发现者的名字命名,因此,该彗星也叫作伯纳迪内利-伯恩斯坦(Bernardinelli-Bernstein)彗星。

从首次被发现到现在,地面望远镜和太空望远镜一直在对 C/2014 UN271 进行深入研究。近期,研究人员在The Astrophysical Journal Letters上发表了一篇名为《哈勃太空望远镜探测到C/2014 UN271彗星的核心》(Hubble Space Telescope Detection of the Nucleus of Comet C/2014 UN271)的论文,描述了他们具体的发现过程。

(来源:NASA)

上面序列图片体现的是 C/2014 UN271 的彗核从尘埃气体中分离的过程。据 NASA 官网了解,“左图是哈勃太空望远镜的宽视场相机于 2022 年 1 月 8 日拍摄的彗星照片。再结合射电望远镜的数据,天文学家实现了对 C/2014 UN271 彗核大小的精确测量。”

加州大学洛杉矶分校行星科学和天文学教授,该项研究的合著者之一大卫·杰维特(David Jewitt)说:“这颗彗星实际上是成千上万颗彗星的冰山一角,其他彗星太微弱而无法被观测到。我们一直怀疑 2014 UN271 非常巨大,因为它在如此远的距离上依旧很明亮。但我们需要最好的数据来证实这一点。”

虽然 2014 UN271 足够大,但毕竟距离太远,观察它不是一件容易的事。测量该彗星的一个难点是需将其彗核和包裹它的彗发(Coma)相区分。

“虽然哈勃望远镜无法从视觉上直接解析它,但据望远镜的数据显示,在彗核的位置有一个明亮的光峰值。”论文的主要作者、澳门科技大学许文韬(Man-To Hui)表示。然后,他和团队利用哈勃望远镜拍摄的彗星照片,制作了一个计算机模型,消除掉了彗发的影响,从而能对彗核进行较好地测量。

(来源:NASA)

关于C/2014 UN271的来源,据了解,它起源于拥有数万亿颗彗星的奥尔特云(Oort Cloud,包围太阳系的假定“球体云团”)。

奥尔特云这一概念由荷兰天文学家扬·奥尔特(Jan Oort)在 1950 年首次提出。其有着一个 2000~5000 个天文单位(太阳和地球之间距离)的内边缘。外边缘半径可能约为 1 光年。

值得注意的是,奥尔特云仍然是一个理论概念,其中的彗星由于太微弱,直接观测难度极大,它的具体结构几乎不可见。不过,根据太阳系的演化模型分析,能很大程度证实奥尔特云是真实存在的。此外,彗星来自各个不同的方向,这表示其形状是球形的。

据悉,奥尔特云中的彗星被大多科学家认为是太阳、地球等天体形成时的剩余物。在数十亿年前,它们被木星和土星之间的巨大引力抛出了太阳系。这些彗星在受到经过恒星的引力吸引时才会重新进入太阳系内。

最后,这次发现的 C/2014 UN271 为奥尔特云的研究提供了一定线索。我们或能进一步加深对其中彗星的总质量及其分布的了解。目前,估计奥尔特云的质量可能是地球的20倍。

未来,通过“路过”彗星的间接观测和越来越多的深空调查,我们或能逐渐揭示奥尔特云的真面目和它在太阳系演化中的作用。

值得一提的是,据估计,300 年后,NASA 的旅行者号(Voyager)探测器将能到达奥尔特云的内部区域,但要穿过或需 3 万年。

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参考:

1.M. Hui, D. Jewitt, L. Yu,M. Mutchler.Hubble Space Telescope Detection of the Nucleus of Comet C/2014 UN271.The Astrophysical Journal Letters929(2022).https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac626a

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/hubble-confirms-largest-comet-nucleus-ever-seen

关键词: 500万亿吨的史上最大彗星正向太阳接近 有望加深对奥尔特