典型的彗星有着壮观的百万英里长的尾巴,使它看起来像火箭,掩盖了这样一个事实:“烟花”中心的源头是一个混合着尘埃的固体冰芯。大多数彗星核的直径有几英里。但哈勃天文学家发现了一颗巨大的彗星。 C/2014 UN271(贝尔纳迪内利-伯恩斯坦)彗星的直径可能高达85 英里。
C/2014 UN271 彗星是由天文学家Pedro Bernardinelli 和Gary Bernstein 在智利托洛洛山美洲天文台暗能量巡天的档案图像中发现的。它于2010 年首次被意外观测到。2022 年的哈勃观测需要在射电观测的帮助下,从其周围巨大的尘埃壳中分辨出固体核心。
这颗彗星目前距离太阳不到20亿英里,并将在几百万年后返回奥尔特云。
哈勃证实了有史以来最大的彗星核
美国宇航局的哈勃太空望远镜确定了天文学家所见过的最大冰彗星核的大小。估计直径约为80 英里宽。这个彗核比大多数已知彗星的中心部分大50 倍。它的质量估计达到惊人的500 万亿吨,是距离太阳较近的典型彗星的10 万倍。
这颗巨型彗星C/2014 UN271(贝尔纳迪内利-伯恩斯坦)正以每小时22,000 英里的速度从太阳系边缘猛冲而出。但不用担心。它距太阳的距离永远不会超过10 亿英里,比土星稍远。而这要到2031 年才会发生。
之前的纪录保持者是C/2002 VQ94 彗星,其核心直径估计为60 英里。它于2002 年由林肯近地小行星搜索(LINEAR) 项目发现。
加州大学洛杉矶分校行星科学和天文学教授戴维·朱维特(David Jewitt) 表示:“这颗彗星实际上只是太阳系中数千颗彗星的冰山一角,这些彗星太微弱,无法在更远的地方看到。”是发表在《天体物理学杂志》 杂志上的新研究的合著者。 “我们一直怀疑这颗彗星一定很大,因为它在这么远的距离上如此明亮。现在我们证实了这一点。”
C/2014 UN271 彗星是由天文学家Pedro Bernardinelli 和Gary Bernstein 在智利托洛洛山美洲天文台暗能量巡天的档案图像中发现的。它第一次被意外观测到是在2010 年11 月,当时它距离太阳高达30 亿英里,几乎是到海王星的平均距离。从那时起,地基和天基望远镜对它进行了深入研究。
该论文的主要作者、澳门科技大学的徐文涛说:“考虑到它在距太阳如此远的距离上的活跃程度,这是一个令人惊讶的天体。” “我们怀疑这颗彗星可能相当大,但我们需要最好的数据来证实这一点。”因此,他的团队于2022 年1 月8 日使用哈勃望远镜拍摄了这颗彗星的五张照片。
测量这颗彗星的挑战是将固体核与其周围的巨大尘埃彗星区分开来。目前,这颗彗星距离哈勃望远镜太远,无法目视解析它的核心。相反,哈勃的数据显示在彗星的位置有一个明亮的光尖。徐文涛和他的团队接下来创建了周围彗星的计算机模型,并对其进行了调整以适应哈勃图像。然后彗星的光被减去,留下一个类似恒星的核心。
徐文涛和他的团队将彗核的亮度与智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的早期射电观测结果进行了比较。这些综合数据限制了彗核的直径和反射率。新的哈勃测量结果接近ALMA 早期的尺寸估计,但令人信服地表明彗星核的表面比之前认为的要暗。 “它很大,而且比煤炭还黑,”朱伊特说。
这颗彗星已经向太阳坠落超过一百万年了。它来自一个假设的由数万亿颗彗星组成的巢穴,称为奥尔特云。弥漫云的内边缘被认为是太阳与地球之间距离的2,000 到5,000 倍。它的外缘可能至少延伸到半人马座阿尔法星(距离太阳最近的恒星)的四分之一。
奥尔特云彗星实际上并不是在离太阳这么远的地方形成的。相反,数十亿年前,它们因巨型系外行星之间的“引力弹球游戏”而被抛出太阳系。木星和土星的轨道仍在演化。只有当遥远的彗星的遥远轨道受到路过恒星引力的干扰时,遥远的彗星才会返回太阳和行星,就像从树上摇下苹果一样。
伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星沿着三百万年长的椭圆轨道运行,最远点距太阳约半光年。这颗彗星现在距离太阳不到20 亿英里,几乎垂直于太阳系平面坠落。在这个距离处,温度仅为约-348 华氏度。然而,这个温度足以让一氧化碳从表面升华,形成尘埃彗星。
贝尔纳迪内利-伯恩斯坦彗星为了解奥尔特云中彗星的大小分布及其总质量提供了宝贵的线索。对奥尔特云质量的估计差异很大,最高可达地球质量的20 倍。
奥尔特云最初由荷兰天文学家扬·奥尔特于1950 年提出,但它仍然只是一个理论,因为组成奥尔特云的众多彗星太过微弱和遥远,无法直接观测到。讽刺的是,这意味着太阳系最大的结构实际上是不可见的。据估计,NASA的两艘航行者号飞船再过300年才能到达奥尔特云的内部领域,穿过它可能需要长达3万年的时间。
间接证据来自坠落的彗星,可以追溯到这个“巢穴”。它们从各个不同的方向接近太阳,这意味着云必须是球形的。这些彗星是早期太阳系成分的深度冷冻样本,保存了数十亿年。奥尔特云的真实性得到了太阳系形成和演化理论模型的支持。通过深空探索和多波长观测收集的观测证据越多,天文学家就能更好地了解奥尔特云在太阳系演化中的作用。