大體積遠距離彗星比原認為的更加常見

這張概念圖展示了科學家如何利用NASA廣域紅外巡天探測衛星（Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE）提供的數據來判定彗核尺寸。科學家們通過刪減彗星中塵埃與氣體活動的模型來獲取彗核尺寸。

來源：NASA/JPL-Caltech

眾所周知，一些遙遠的彗星圍繞太陽的公轉周期超過200年，相關研究舉步維艱。因為它們大多數時間都在太陽系中遠離我們的區域，很多「長周期彗星」公轉周期之長使得人類窮盡一生也等不到它們接近太陽的那一刻。事實上，那些從奧爾特星雲（OortCloud）——一個距太陽約1860億英里（3000億公里）的冰體群——中穿越的彗星，公轉周期能到達到上千年甚至上百萬年。

NASA的WISE航天器在紅外波段掃描整個天空，發送回來了這些在遙遠天際的漫步者的新信息。科學家們發現直徑至少0.6英里（1公里）的長周期彗星數量大概是之前預測的七倍。他們還發現長周期彗星的平均體積大概是「木族彗星」（Jupiter family comets）的兩倍。木族彗星的運行軌道受木星引力影響，公轉周期少於20年。

研究人員還發現，在八個月中經過太陽的長周期彗星數量是原先預計的3~5倍。這一發現已在《天文期刊》中發表。

「彗星的數量與太陽系形成的剩餘物質量有關。」該項研究的首席作者，馬里蘭大學帕克分校的研究教授JamesBauer表示。「我們現在知道，來自奧爾特星雲的大塊古老物質（大體積長周期彗星）比我們之前預計得更多。」

現在的天文望遠鏡還不足以觀測遙遠的奧爾特星雲，但人們推斷它位於太陽系最外緣，呈球狀，並由小冰體組成。奧爾特星雲內的彗星密度較低，因此彗星相撞的幾率很低。WISE觀測到的長周期彗星很可能在數百萬年前就已經被「踢出」了奧爾特星雲。這些探測活動是在這顆衛星更名為NEOWISE（Near-Earth Objects-hunting portion of the Wide-field Infrared Survey Explorer，NEOWISE）之前的主要任務中執行的。更名後，它被重新激活，主要用於觀測近地天體（Near-Earth Objects, NEOs）。

「我們的研究視角比較獨特，主要目標是奧爾特星雲中被干擾逐出的天體（彗星）。」AmyMainzer稱，她是這項研究的合著作者，就職於加利福尼亞州帕薩迪納市的NASA噴氣推進實驗室，同時她也是NEOWISE任務的主要研究員。「這些天體是太陽系形成時呈現狀態的最原始樣本。」

一顆彗星。

來源：NASA/JPL-Caltech

在之前，天文學家們已經大概預計了太陽系中長周期彗星和木族彗星的數量，但沒有好的方法測量長周期彗星的尺寸。這是因為彗星存在「彗形像差」（coma），即一團氣體和塵土的集合。它在圖片上成像模糊，遮掩彗核。但是利用WISE採集到的數據可以描繪出慧形像差的紅外光，繼而科學家們就可以從彗星整體中「刪減」彗形像差來估算彗核的尺寸。這些數據來自2012年WISE探測系統對95顆木族彗星和56顆長周期彗星的觀測。

研究成果進一步證實，經常掠過太陽的彗星要比長期遠離太陽的彗星體積小。這是由於木族彗星承受的熱暴露更多，從而引起揮發物質（例如，水）升華，同時也將彗星表面的其他物質拖走。

「我們的研究結果表明木族彗星和長周期彗星間在進化上存在差異。」Bauer表示。長周期彗星的實際數量比預期數量更多，這意味可能存在更多對行星造成影響的長周期彗星，這些彗星從太陽系外圍向行星輸送冰物質。

研究人員還發現，他們研究的長周期彗星軌道中存在聚集體，這意味著可能存在體積更大的天體，分崩離析後形成了這些群體。

在評估彗星與太陽系行星（包括地球在內）相撞的幾率時，這些研究成果至關重要。

「彗星的運行速度比小行星快很多，而且很多彗星體積巨大。」Mainzer稱，「這樣的研究能夠幫助我們知曉長周期彗星可能會造成什麼樣的危害。」

NASA位於加利福尼亞州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室負責管理和運行WISE。NEOWISE項目由近地天體觀測項目提供資金，如今是NASA行星防禦協調辦公室的一部分。2011年這顆衛星完成對全球天空掃描兩次的主要任務，繼而進入休眠模式。2013年9月，WISE重新激活，並更名為NEOWISE，接受新任務，協助NASA鑒定近地天體的潛在威脅。

（原文作者：Elizabeth Landau 原文編輯：Tony Greicius 翻譯：薩利赫 校對：王索）

點擊展開全文

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！