Steed的围脖
26-03-19 10:11 微博认证:科学科普博主

约翰·努南打开哈勃望远镜传回的数据时,愣住了。

他申请观测的是1颗彗星。但屏幕上,有4颗。

努南是在哈勃拍摄后的第2天查看数据的,他们原本只打算观测1颗彗星,图像中却出现了4个独立的目标。努南是美国奥本大学的研究教授,他和搭档丹尼斯·博德维茨原本根本不该观测这颗彗星。

几个月前,他们申请使用哈勃望远镜观测另一颗彗星,方案通过了,时间也排好了。但临到观测前,新的技术限制让原定目标无法入镜。团队只好紧急更换目标,在观测列表里挑了这颗名叫C/2025 K1的彗星。

没人知道它正在解体。至少在哈勃看过去之前,地面上的任何人都没察觉。

这颗彗星来自太阳系边缘的奥尔特云,那是一片由冰和尘埃组成的球状云团,像一圈蛋壳包裹着太阳系。46亿年前太阳系刚刚形成时,剩余的冰渣和碎石被抛到遥远的边缘,在接近绝对零度的黑暗中沉睡至今。偶尔,某块冰受到扰动,开始向内坠落。C/2025 K1就是这样一颗长周期彗星。

它在2025年10月掠过近日点。当时它钻进了水星轨道内侧,距离太阳只有日地距离的1/3,约5000万公里。那里的太阳辐射是地球位置的9倍,冰直接升华成气体,裹挟着尘埃形成彗发,就是那团让彗星看起来毛茸茸的模糊光晕。

对长周期彗星来说,近日点往往就是终点。极端的加热和热应力让冰与尘埃的混合结构变得脆弱,但具体什么时候碎、怎么碎,没人能预测。博德维茨的团队多年来反复申请用哈勃观测彗星碎裂,从来没成功过,因为这种事发生的时机几乎无法提前卡准。“讽刺的是,”博德维茨说,“这回我们只是在研究一颗普通的彗星,然后它就在我们眼前碎了。”

哈勃运气极好。它对准K1的时候,这颗彗星大约在8天前刚开始碎裂。碎裂前,K1直径约8公里,比一般彗星稍大。11月8日的图像显示,彗核已经裂成4块,每一块都裹着自己独立的彗发。团队紧接着在9日和10日继续拍摄,眼睁睁看着其中一块较小的碎片进一步崩解。地面望远镜在同一时期只能看到几个勉强可分辨的亮斑,而哈勃的分辨率足以把每块碎片单独挑出来。

这是哈勃30多年历史上第一次,在彗星解体后如此短的时间内就捕捉到画面。以往类似的事件,望远镜反应过来时往往已过去几周到一个月,碎片早已四散分离,原始的内部物质也被阳光和辐射加工过了。

但这一次,哈勃看到了刚裂开的新鲜断面。

彗星是太阳系的时光胶囊。它们由星云中原始的冰、尘埃和有机分子构成,保留了大量太阳系形成早期的物质信息。但彗星的表面并不“原装”:几十亿年来,太阳的加热和宇宙射线的轰击早已改变了表层的化学性质。科学家分析彗星成分时始终面临同一个问题:我们测到的这些特征,到底是太阳系诞生时就有的,还是后来被改造的?

K1的碎裂提供了一个难得的窗口。裂缝暴露出从未接触过阳光的内部冰层,那是最接近原始状态的古老物质。

但数据呈现出一个奇怪的延迟。

按常理,彗星裂开,内部新鲜冰面暴露在阳光下,应该几乎立刻变亮——冰升华产生气体,气体把尘埃颗粒吹出来,尘埃反射阳光,亮度飙升。地面望远镜确实观测到了K1的亮度爆发,但时间对不上。哈勃的数据显示碎裂在11月初就已发生,而地面观测到的亮度爆发却晚了好几天。

为什么会有这个延迟?

研究团队提出了两种可能。第一种:裂开后暴露的纯冰表面需要先积累一层干燥的尘埃,这层尘埃被后续的气体压力吹走后,亮度才会上升。第二种:热量需要时间向冰层内部传导,在表面以下积蓄足够的压力,然后才能把覆盖的尘埃壳一次性喷射出去。无论哪种解释,都提示从碎裂到变亮之间可能存在一个此前难以直接测量的时间尺度。

还有一个更深层的古怪。

地面光谱分析显示,K1的碳含量明显低于其他彗星。贫碳意味着什么?它形成于太阳系中某个特殊的区域,还是经历了某种不同寻常的化学过程?哈勃搭载的空间望远镜成像摄谱仪和宇宙起源摄谱仪正在对K1的气体成分做进一步分析,结果尚未公布。

现在,K1已经变成一堆碎片,飘在距地球约4亿公里的双鱼座方向,正朝着太阳系外围飞去。它几乎不可能再回来了。哈勃那3天里拍下的3张各20秒的曝光照片,是人类对这颗彗星内部的唯一一瞥。

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图源:NASA, ESA, Dennis Bodewits (AU);后期:Joseph DePasquale (STScI)

信源:"NASA’s Hubble Unexpectedly Catches Comet Breaking Up." NASA Science, 18 Mar. 2026 / Bodewits, D., et al. "Sequential Fragmentation of C/2025 K1 (ATLAS) After Its Near-sun Passage." Icarus, vol. 300 (or Article 116996), 6 Feb. 2026. ScienceDirect, doi.org/10.1016/j.icarus.2026.116996.

发布于 美国