星C/2022 E3(ZTF)上一次飞掠地球还是五万年前。那时既没有天文台,也没有训练有素的天文学家。当时地球处于最后一个冰河时期,大片冰川覆盖着北美和北欧的部分地区。
两位在南加州帕洛马天文台工作的天文学家去年发现,这颗幽灵般的绿色彗星正在朝地球方向运动。这颗彗星将在2月1日和2日飞掠地球,届时它将仅距离地球4300万公里(2700万英里),人们肉眼可以在北半球的天空中看到一个明亮的绿点。
在2022年3月2日发现C/2022 E3 (ZTF)的研究人员是美国宇航局博士后布莱斯·波林(Bryce Bolin)和加州理工学院的高级科学家弗兰克·马西(Frank Masci),他们是第一批看到这个天体的人类。并且,这个彗星的发现是偶然的,最初他们根本没有在寻找彗星。
彗星名称中的ZTF代表兹威基瞬变设施(Zwicky Transient Facility)——连接在帕洛马一台天文望远镜上的相机和计算机系统。该系统的任务是寻找太阳系外的星系和奇异天体——比如超新星、正在出现的黑洞和脉动恒星。这些天体看上去像天空中一些离散的光点。
然而,彗星具有不同的光学特征:当它们距离望远镜足够近时,它们看起来是一个更大、更模糊的斑点,而不是ZTF能够识别的小点,所以该设施会忽略这些图像。对于在观测天空期间发现了50颗彗星的波林来说,这是不能接受的。
他说:“当彗星运动产生的光子落向地面时,设备的缺陷就成为了严重的问题。我们浪费了这些宝贵的光子,它们无法进入我们的数据库,我们也无法对他们进行研究。”
因此,天文学家们训练了ZTF的深度学习网络,让它能识别彗星的轮廓,而不是简单地把它们忽略。不久之后,C/2022 E3(ZTF)的绿色面孔出现了,波林马上就知道他的团队已经收获了一些值得重视的东西。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2023/4e5b06bc7afd1af9cb448caa53ab7ad5.jpg)
首先是它的方向:彗星正以90度角从上方接近太阳系,就像从天上掉下来一样。这表明它不是来自柯伊伯带1。相反,它来自奥尔特星云,这是一个环绕太阳系的彗星天体带,其外部边缘距太阳系最远可达两光年。(正是这颗彗星的轨道,让波林和马西确定了它5万年的运行周期。)
波林回忆他第一次看到这个物体时说:“这是个特别的存在。”
此外,这颗彗星的亮度和颜色也令人惊叹。彗星发出绿色闪光往往是因为它们携带双原子碳,这种碳分子会与太阳风2发生反应。许多彗星都含有双原子碳,但很少有彗星像C/2022 E3 (ZTF)那样接近太阳,这意味着那些彗星的颜色不像它那么鲜明。“带有明亮绿色闪光的彗星不常见,大概几十年才会有一次。”波林说。
值得注意的是,C/2022 E3(ZTF)有两条尾巴,而不是大多数彗星呈现的一条。其中一条尾巴是由灰尘和冰与太阳风相互作用形成的。不太常见的第二条尾巴被称为离子尾巴,由一些彗星体携带的电离一氧化碳、二氧化碳和氮分子组成。波林说:“离子尾巴与太阳风中的带电粒子相互作用,并沿着气流被推向与太阳相反的方向。”
C/2022 E3(ZTF)的运动周期长达5万年,属于长周期彗星,但它不是唯一一个如此特别的彗星。长周期彗星通常来自奥尔特云,它们需要200年到100万年才能完成一次太阳系凌日。奥尔特云中天体的绝对数量意味着长周期彗星是相对常见的,然而它们经过地球所花费的时间意味着我们在很长一段时间内不会再看到任何一个特定的彗星,也就是说它们的出现具有很强的偶然性。
然而,仅仅观测到这颗彗星并不意味着它会被天文学家们正式承认。波林和马西需要把他们的发现提交给总部位于巴黎的国际天文学联合会(IAU)3 ,这样其他天文学家也可以考察这个天体,并确定它的性质。联合会确实认可了这一发现,C/2022 E3(ZTF)被确认为一颗彗星。不过可惜的是,对于波林和马西来说,这颗彗星将永远不会以他们的名字命名。ZTF进行全空调查需要集体努力,这体现了彗星的发现和确认是一个合作的过程。
波林说:“要实现这一切,需要很多因素的共同作用。不仅需要数据系统的支持,还要有设置望远镜的人,设计和建造望远镜的人等等。这是一项需要上百人参与的浩大工程。”
当彗星靠近时,它在北半球观测视角下的精确位置在不断移动,并且只有在夜间才能看到。据Space.com报道,1月23日,C/2022 E3 (ZTF)位于小熊座下面的天龙座附近;1月26日,它就在小熊座旁边。1月30日,它在2月1日和2日最接近地球,位于骆驼座附近,刚刚过了小熊座的柄点。然后,彗星将开始向外飞行,在太阳系中恢复它漫长的循环运动,并在5万年后和我们重逢。
【名词解释】
1. 柯伊伯带
柯伊伯带是位于太阳系的海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外侧,在黄道面附近的天体密集圆盘状区域。来自于柯伊伯带的彗星运动轨迹是水平的。
2. 太阳风
太阳风是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。
3. 国际天文学家联合会
国际天文学家联合会是世界各国天文学术团体联合组成的非政府性学术组织,其宗旨是组织国际学术交流,推动国际协作,促进天文学的发展。