NASA, ESA, D. JEWITT (UCLA)今年一月,哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)观测到了一颗彗星在接近太阳的过程中解体的的画面,在画面中可以看到,解体产生了大量建筑物大小的碎片,这样相对来说比较罕见的景象,为科学家们提供了宝贵的机会来研究彗星是如何消亡的。
从哈勃望远镜最新获取的图像中,可以看到一个比较大且比较明亮的斑点,这是我们所观测的彗星,Comet 332P(332P/Ikeya-Murakami彗星的简称)的固态内核,在它的身后,是许多较小的泛着蓝光的白色斑点,在三天的观测过程中,这些小斑点会逐渐远离受到太阳的引力,仍在加速向前飞行的彗星主体。
目前,Comet 332P大约有五个橄榄球场那么长,但是如果和2010年时的观测结果相比,它的个头已经减小了一些。之所以这颗彗星和它抛出的碎片可以通过光学设备观测,是因为它们的表面都有冰,太阳光的反射使它们在夜空中闪亮。随着彗星越来越接近太阳,彗星表面的温度就会不断升高,固态的冰会直接升华,从彗星表面分离出来,反射阳光的冰层越来越少,彗星本身就会变得越来越晦暗。现在,在Comet 332P的身后,有一条3000英里(4800公里)长的碎片尾迹。
Comet 332P的图像让科学家们很兴奋,因为关于彗星解体和消亡过程的观测研究仍是一个难题,没有足够多的清晰、直接的观测结果。而哈勃望远镜所拍摄的画面,据美国空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science institute)称,是“迄今为止有关这一过程最清晰、最具体的记录”,这家研究所负责着哈勃望远镜的日常工作。
研究人员提到,彗星解体的画面,是在彗星飞行到火星附近,在处于火星轨道外侧时拍摄的,当时彗星距离太阳一亿五千万英里(两亿四千万公里),距离地球仅6700万英里(一亿零八百万公里)。
Comet 332P的年龄据估计有45亿年,和地球以及其他太阳系内的天体类似。它来自柯伊伯带(Kuiper Belt),就是在海王星轨道外侧,密集分布着大量固态天体的圆环状区域。在彗星围绕太阳飞行的某个阶段,引力扰动使得Comet 332P比原始轨道(围绕太阳的运行周期为6年)更加接近太阳,从而多吸收的这部分热量导致了它的消亡。
“我们知道彗星可能在某个时刻解体,但是我们并不清楚它们为何解体、如何解体”,David Jewitt,这位来自加州大学洛杉矶分校的物理学和天文学教授在讲话中提到,“问题是这样的事件往往稍纵即逝,而且没有任何征兆,所以我们并没有太多机会来获取相关的观测数据,有了哈勃望远镜观测到的高分辨率图像数据,我们不仅能够看到彗星解体产生的微小残骸,还可以观测到整个解体过程中彗星的变化,这是迄今为止我们所得到的最好的观测结果。”
Jewitt教授是关于这次观测结果所发表的论文的第一作者,这篇论文发表在《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letters),在他们发现这颗彗星可能正在解体后,他和他的同事立即申请将哈勃望远镜对准这颗彗星所在的方位。
在最新的图像中,332P彗星的岩质内核的直径据估计约1600英尺(490米),同时带有一条残骸形成的尾迹,而2015年时,位于夏威夷的Pan-STARRS望远镜(Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System)得到的观测结果显示在离彗星内核很近的地方有一块与其大小相似的岩块,这表明332P彗星已经在此之前分裂成了两半。
现在,科学家们正通过哈勃望远镜时刻关注着这颗逐渐解体的彗星,据称,在解体过程中被抛洒出来的碎片,大小范围在65至200英尺(20至60米),它们正以每小时几英里,也就是成人一般的步行速度,在空间中散布开来。
对67P/Churyumov-Gerasimenko等其他彗星的观测表明,当彗星表面的冰层在接近太阳的过程中受热升华成为蒸汽,它们会从彗星表面的裂缝中喷出。而对于332P彗星,这些蒸汽喷气加速了彗星的自转,这使得彗星表面的物质在越来越快的旋转中被甩出。
“过去天文学家认为是太阳光加热彗星的冰层使其升华导致了它的消亡”,Jewitt教授在讲话中提到,“但是实际上,在这次332P彗星的解体过程中,要么不会有任何部分保留下来,要么也只会留下一个死核(dead hulk),从目前的状况来看,也许碎片化才是彗星消亡的主要原因,332P彗星,也许会给我们这样一次机会,见证它分崩离析,直至消失。”
尽管之前科学家已经捕捉到过彗星抛出碎片的画面,但是哈勃望远镜为我们带来的最新观测结果依然是非常有价值的,来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室的Harold Weaver教授认为,这是因为它成功记录了彗星和它抛出的碎片“在较长一段时间内的变化过程”。
从彗星的一般寿命这样的时间尺度来看,332P彗星将很快消亡,前面提到的这篇论文的作者认为再经过大约25次爆发(outburst),它就会彻底消亡。
Jewitt教授提到,“如果我们这次观测的现象,在332P彗星每一次接近太阳时都会发生的话(它的轨道周期为6年,也就是彗星会每6年飞向太阳一次),那么它还有25圈的路程,也就是150年的时间,在天文学的尺度上,这点时间几乎就是一眨眼的功夫,一次又一次前往内太阳系(太阳和小行星带之间的区域)的旅程最终将会毁灭它。
翻译:刘卓 审稿:王舟
原文:http://www.scientificamerican.com/article/hubble-telescope-zooms-in-on-comet-s-death-throes/









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