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    喷出约100万公斤物质,苔丝号捕捉到自然爆发彗星!流星雨的前身

    博科园:本文为天文学类

    利用美国宇航局凌日系外行星调查卫星苔丝号(TESS)的数据,马里兰大学(UMD)天文学家们捕捉到了在46P/Wirtanen彗星近距离接近期间爆发彗星发射的尘埃、冰和气体的清晰图像序列。这是迄今为止对自然发生爆发彗星形成和消散的最完整和详细的观察,其研究成果与发现现已发表在《天体物理学》期刊上。主要作者、马里兰大学天文学部门的研究科学家托尼·法纳姆(Tony Farnham)表示:苔丝号每次花近一个月时间对天空的一部分进行成像。

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    由于没有昼夜休息和大气干扰,所以安排了一套非常统一、持续时间很长的观测。当彗星绕太阳运行时,它们可以穿过苔丝号的视野,46P/Wirtanen是高度优先的,利用它在苔丝号图像中的出现作为一个测试案例,看看能从中得到什么,最终结果,令天文学家感到非常惊讶!虽然苔丝号是发现附近明亮恒星轨道的强大动力,但它的观测策略使这么多令人兴奋的额外科学研究成为可能。苔丝号数据通过NASA的Mikulski太空望远镜档案馆(MAST)迅速公之于众。

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    正常彗星活动是由太阳照射蒸发核表面附近的冰层驱动,流出的气体将尘埃从核中拖出,形成爆发彗星。然而,众所周知,许多彗星偶尔会经历自发爆发,这可能会显着,但暂时会增加彗星的活动。目前还不知道是什么导致了它的自然爆发,但与彗星表面的条件有关。已经提出了许多可能的触发机制,包括热事件和机械事件,在热事件中,热波穿透到高度挥发的冰袋中,导致冰迅速蒸发并产生活动爆炸;以及机械事件,其中悬崖坍塌,将新鲜的冰暴露在阳光直射下。

    喷出约100万公斤物质,苔丝号捕捉到自然爆发彗星!流星雨的前身

    因此,对彗星爆发行为的研究,特别是在难以捕捉的早期亮化阶段,可以帮助我们了解彗星的物理和热性质。尽管46P/Wirtanen在2018年12月16日离地球最近,彗星爆发时的初始变亮发生在两个不同阶段,一个小时长的闪光后是一个更渐进的第二阶段,这个阶段继续变得更亮,持续了8个小时。这第二个阶段可能是由于彗星尘埃从爆发中逐渐扩散,导致尘埃云从整体上反射更多的阳光。在达到峰值亮度后,彗星在两个多星期的时间里逐渐褪色。

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    因为苔丝每隔30分钟就会拍摄一次详细的合成图像,所以研究团队能够细致入微地观察每个阶段。有了20天非常频繁的图像,能够非常容易地评估亮度的变化。这就是苔丝号设计的目的,履行其作为系外行星测量员的主要工作。我们无法预测彗星爆发的时间,但即使有机会安排这些观测,也不可能在时间上做得更好,这次彗星爆发发生在观测开始几天之后。该团队粗略估计了在这次爆发中可能喷出了多少物质,约100万公斤(220万磅),这可能在彗星上留下了一个直径约20米(约65英尺)的陨石坑。

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    进一步分析尘埃尾部的估计颗粒大小,可能有助于改进这一估计。观察更多的彗星也将有助于确定彗星爆发中的多阶段变亮是罕见,还是司空见惯。苔丝号还首次探测到了维尔塔宁的尘埃痕迹,与彗星尾巴不同的是,彗星尾部跟随着气体和细小的尘埃,随着彗星接近太阳而不断增长彗星的踪迹是更大的碎片,当彗星绕太阳运行时,它会“跟随”彗星的轨道路径。与被太阳风吹来的尾巴改变方向不同的是,尾巴的方向随着时间推移或多或少保持不变。

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    这条轨迹更接近彗星的轨道,而尾巴由于受到太阳辐射压力的推动而偏离彗星轨道。这条轨迹的重要之处在于,它包含了最大的物质,尾尘非常细,很像烟雾。但尾尘要大得多——更像沙子和鹅卵石,彗星通过尘埃轨迹失去了大部分质量,当地球遇到彗星尘埃轨迹时,就会看到所谓的流星雨。虽然目前研究描述了初步的结果,但也期待着对46P/Wirtanen以及苔丝号视野中其他彗星进行进一步的分析。在苔丝号进行这些观测的同一天空区域,至少还有另外四颗彗星,预计在头两年的苔丝号数据中,总共会有大约50颗彗星。

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    博科园|研究/来自:美国宇航局戈达德太空飞行中心

    参考期刊《天体物理学》

    DOI: 10.3847/2041-8213/ab564d

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