鮑里索夫彗星來太陽系旅游，損失了2.3億升水，下次你還敢來嗎？

【手機(jī)軟件：博科園】美國宇航局尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文臺(tái)首次追蹤到：一顆星際彗星在接近太陽并繞太陽運(yùn)行時(shí)的水分損失，這顆名為2i/Borisov（鮑里索夫彗星）的星際彗星于2019年末穿越太陽系。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的香港大學(xué)和阿拉巴馬州奧本大學(xué)研究生邢澤西(Zexi Xing)說：鮑里索夫彗星不屬于任何一類太陽系彗星，使得它脫穎而出，已知的彗星至少有一種特性是相同的。

彗星是混合著塵埃的凍結(jié)氣體團(tuán)塊，通常被稱為“骯臟的雪球”?？茖W(xué)家估計(jì)，其中可能有數(shù)千億顆彗星繞太陽運(yùn)行。然而，根據(jù)鮑里索夫彗星速度和計(jì)算出的路徑，它肯定來自太陽系以外。這顆彗星是已知的第二顆星際訪客，是在第一顆名為“Oumuamua”（奧陌陌）的星際天體體穿過太陽系兩年后被發(fā)現(xiàn)。業(yè)余天文學(xué)家根納季·鮑里索夫(Gennady Borisov)在8月30日發(fā)現(xiàn)了這顆彗星，四個(gè)月后它距離太陽最近。

早期的識(shí)別使多個(gè)天基和陸基天文臺(tái)，有時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)的后續(xù)觀測。10月份，科學(xué)家們使用新墨西哥州太陽黑子阿帕奇點(diǎn)天文臺(tái)探測到了這顆彗星的第一絲水跡象。在接下來的幾個(gè)月里，美國宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝了鮑里索夫彗星以每小時(shí)約100000英里(161000公里)速度行駛時(shí)的照片。當(dāng)彗星接近太陽時(shí)，其表面的冰凍物質(zhì)（如二氧化碳）會(huì)升溫，并開始轉(zhuǎn)化為氣體。當(dāng)它到達(dá)距離太陽2.3億英里(3.7億公里)的范圍內(nèi)時(shí)，水就會(huì)蒸發(fā)。

蒸發(fā)高峰期

研究人員證實(shí)了鮑里索夫彗星水的存在，并使用紫外光測量了水的波動(dòng)。當(dāng)陽光分解水分子時(shí)，其中一個(gè)碎片是羥基，一種由一個(gè)氧原子和一個(gè)氫原子組成的分子。SWIFT使用其紫外線/光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(UVOT)探測羥基發(fā)出的紫外光指紋。在9月至2月期間，研究團(tuán)隊(duì)對鮑里索夫彗星進(jìn)行了六次觀察。在11月1日至12月1日期間，鮑里索夫彗星產(chǎn)生的羥基（因此也就是水）的數(shù)量增加了50%，距離這顆彗星與太陽最近的擦肩而過只有7天的時(shí)間。

在高峰期，鮑里索夫每秒蒸發(fā)排放8加侖(30升)的水，足以在大約10秒內(nèi)裝滿一個(gè)浴缸。在穿越太陽系的過程中，這顆星際彗星損失了近6100萬加侖(2.3億升)的水，足以填滿92個(gè)奧運(yùn)會(huì)大小的游泳池。當(dāng)它離開太陽時(shí)，鮑里索夫彗星的水分損失下降，而且下降速度比之前觀察到的任何彗星都要快。這可能是由多種因素造成，包括表面侵蝕、旋轉(zhuǎn)變化，甚至是碎裂。事實(shí)上，來自哈勃和其他天文臺(tái)的數(shù)據(jù)顯示，這顆彗星的大塊在3月下旬破裂。

研究的合著者、奧本大學(xué)物理學(xué)副教授丹尼斯·博德維茨(Dennis Bodewits)說：我們真的很高興，斯威夫特天文臺(tái)的快速反應(yīng)時(shí)間和紫外線能力捕捉到了這些產(chǎn)水率。對于彗星，將其他檢測到的分子數(shù)量表示為與水的數(shù)量比率，這為其他觀測提供了非常重要的背景。產(chǎn)水量測量還幫助研究小組計(jì)算出鮑里索夫彗星的最小尺寸，略低于半英里(0.74公里)寬。研究小組估計(jì)，鮑里索夫彗星表面至少有55%的面積（大致相當(dāng)于中央公園的一半）在距離太陽最近的時(shí)候正在脫落。

與太陽系彗星的異同

這至少是大多數(shù)太陽系彗星活躍面積的10倍，鮑里索夫彗星在其他方面也與太陽系彗星不同。例如，與哈勃望遠(yuǎn)鏡和智利阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列射電望遠(yuǎn)鏡合作的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鮑里索夫彗星在距離太陽那個(gè)距離的彗星上，產(chǎn)生了有史以來最高水平的一氧化碳。不過，鮑里索夫彗星確實(shí)與太陽系彗星有一些共同之處。當(dāng)它接近太陽時(shí)，水產(chǎn)量增加與之前觀察到的太陽系系彗星相似。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，鮑里索夫彗星化學(xué)清單中的其他分子太陽系彗星相似。

例如，對于羥基和氰基（一種由碳和氮組成的化合物）鮑里索夫彗星產(chǎn)生了少量的雙原子碳，這是一種由兩個(gè)碳原子組成的分子，以及酰胺，這是一種從氨中衍生出來的分子。大約25%到30%的太陽系彗星都有這一特征。但鮑里索夫彗星的綜合特征與任何已知的太陽系彗星家族都不符，科學(xué)家們?nèi)栽谒伎歼@對其他行星系統(tǒng)的彗星發(fā)展意味著什么，其研究研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。SWIFT是為了研究伽馬射線爆發(fā)而開發(fā)的，伽馬射線爆發(fā)是宇宙中最明亮的爆炸。

但在過去的十年里，科學(xué)家利用它來了解更多關(guān)于彗星穿越太陽系的信息。大部分紫外光被地球大氣層吸收，因此科學(xué)家必須從太空尋找羥基的信號。而且由于SWIFT具有靈活的觀測策略和快速的反應(yīng)時(shí)間，它可以對感興趣的新目標(biāo)進(jìn)行長期監(jiān)控。鮑里索夫彗星的前五次觀測，是由12小時(shí)內(nèi)拍攝的UVOT快照組成，最后一次是在24小時(shí)內(nèi)拍攝的一系列圖像。這是一個(gè)很好的例子，說明科學(xué)家想出了創(chuàng)造性和強(qiáng)大的方法，利用外面的能力來做意想不到、令人興奮的科學(xué)研究。

博科園｜研究/來自：美國宇航局

參考期刊《天體物理學(xué)》

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