美國宇航局尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文臺首次追蹤到：一顆星際彗星在接近太陽并繞太陽運行時的水分損失，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)導這項研究的香港大學和阿拉巴馬州奧本大學研究生邢澤西(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)氣體團塊，通常被稱為“骯臟的雪球”?？茖W家估計，其中可能有數(shù)千億顆彗星繞太陽運行。然而，根據(jù)鮑里索夫彗星速度和計算出的路徑，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，四個月后它距離太陽最近。

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

蒸發(fā)高峰期

研究人員證實了鮑里索夫彗星水的存在，并使用紫外光測量了水的波動。當陽光分解水分子時，其中一個碎片是羥基，一種由一個氧原子和一個氫原子組成的分子。SWIFT使用其紫外線/光學望遠鏡(UVOT)探測羥基發(fā)出的紫外光指紋。在9月至2月期間，研究團隊對鮑里索夫彗星進行了六次觀察。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個奧運會大小的游泳池。當它離開太陽時，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。事實上，來自哈勃和其他天文臺的數(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、奧本大學物理學副教授丹尼斯·博德維茨(Dennis Bodewits)說：我們真的很高興，斯威夫特天文臺的快速反應時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，鮑里索夫彗星表面至少有55%的面積（大致相當于中央公園的一半）在距離太陽最近的時候正在脫落。

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，與哈勃望遠鏡和智利阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列射電望遠鏡合作的天文學家發(fā)現(xiàn)，鮑里索夫彗星在距離太陽那個距離的彗星上，產(chǎn)生了有史以來最高水平的一氧化碳。不過，鮑里索夫彗星確實與太陽系彗星有一些共同之處。當它接近太陽時，水產(chǎn)量增加與之前觀察到的太陽系系彗星相似。研究團隊還發(fā)現(xiàn)，鮑里索夫彗星化學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》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時間，它可以對感興趣的新目標進行長期監(jiān)控。鮑里索夫彗星的前五次觀測，是由12小時內(nèi)拍攝的UVOT快照組成，最后一次是在24小時內(nèi)拍攝的一系列圖像。這是一個很好的例子，說明科學家想出了創(chuàng)造性和強大的方法，利用外面的能力來做意想不到、令人興奮的科學研究。

博科園｜www.bokeyuan.net

博科園｜研究/來自：美國宇航局

參考期刊《天體物理學》

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