彗星论文

彗星是深空的“居民”，是太阳系中最古老的天体之一。这些冰冷的“乐高积木”是星球建设早期的遗留物。 在巨大的外行星之间的“引力弹球 游戏 ”中，它们被“踢出了”太阳系。这些被“踢出”的彗星在奥尔特云中居住，这是一个巨大的远距离彗星库，环绕着太阳系，一直到数十亿英里的深空。

一颗典型的彗星的壮观的数百万英里长的尾巴，使它看起来像一个火箭，掩盖了这样一个事实，即位于“焰火”中心的来源是一个混合着尘埃的固体冰核。大多数彗核的直径为几英里。但是哈勃天文学家发现了一个巨大的彗星。彗星C/2014 UN271（Bernardinelli-Bernstein）的直径可能达85英里。

彗星C/2014 UN271是由天文学家Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein在智利Cerro Tololo美洲天文台的暗能量调查的档案图像中发现的。它在2010年首次被偶然地观测到。在无线电观测的帮助下，需要在2022年进行哈勃观测，以便从包裹它的巨大尘埃壳中分辨出固体核。

这颗彗星现在距离太阳不到20亿英里，在几百万年后将回到奥尔特云。

哈勃确认了所见过的最大的彗核

美国宇航局的哈勃太空望远镜已经确定了天文学家所见过的最大的冰冻彗核的大小。估计直径约为80英里宽。这个彗星核比大多数已知彗星的中心部位大50倍。它的质量估计为惊人的500万亿吨，比发现的离太阳更近的典型彗星的质量大10万倍。

这颗巨大的彗星，C/2014 UN271（Bernardinelli-Bernstein）正以每小时22000英里的速度从太阳系的边缘向这里冲来。但是不用担心。它永远不会靠近太阳超过10亿英里的距离，这比土星的距离略远。而这要到2031年才会发生。

之前的记录保持者是彗星C/2002 VQ94，其彗核的直径估计有60英里。它是由林肯近地小行星搜索计划（LINEAR）项目于2002年发现的。

加州大学洛杉矶分校（UCLA）行星科学和天文学教授David Jewitt说：“这颗彗星实际上是成千上万颗彗星的冰山一角，这些彗星在太阳系更远的地方太暗，无法看到。”他是发表在《天体物理学杂志》杂志上的这项新研究的共同作者。“我们一直怀疑这颗彗星一定很大，因为它在这么大的距离上是如此明亮。现在我们确认它是。”

彗星C/2014 UN271是由天文学家Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein在智利Cerro Tololo美洲天文台的暗能量调查的档案图像中发现的。它第一次被偶然观察到是在2010年11月，当时它距离太阳高达30亿英里，这几乎是到海王星的平均距离。从那时起，地面和天基望远镜对它进行了深入研究。

“这是一个惊人的天体，考虑到它在离太阳这么远的时候是多么活跃，”论文的主要作者、澳门 科技 大学的许文韬说。“我们猜测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，他的团队在2022年1月8日利用哈勃拍摄了五张彗星的照片。

测量这颗彗星的挑战是如何从包裹着它的巨大尘埃彗星中分辨出固体彗核。目前，这颗彗星距离太远，哈勃无法从视觉上分辨其彗核。相反，哈勃的数据显示，在彗星的位置有一个明亮的光尖。许文韬和他的团队接下来制作了一个周围彗星的计算机模型，并对其进行调整以适应哈勃图像。然后，彗星的光芒被减去，留下了星状的核。

许文韬和他的团队将彗核的亮度与早期来自智利阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的无线电观测进行了比较。这些综合数据制约了彗核的直径和反射率。新的哈勃测量值与早期来自ALMA的尺寸估计值接近，但令人信服地表明，彗核的表面比以前认为的更暗。Jewitt说：“它很大，而且比煤还要黑。”

这颗彗星已经向太阳坠落了100多万年。它来自假设的数万亿彗星的巢穴，称为奥尔特云。扩散云被认为有一个内边缘，是太阳和地球之间距离的2000到5000倍。它的外缘可能至少延伸到离我们太阳最近的恒星--半人马座阿尔法星系的四分之一处。

奥尔特云的彗星实际上并不是在离太阳这么远的地方形成的；相反，它们是在数十亿年前被巨大的外行星之间的“引力弹球 游戏 ”抛出太阳系的，当时木星和土星的轨道还在不断发展。远处的彗星只有在其遥远的轨道被一颗经过的恒星的引力拉扯所干扰时，才会向太阳和行星返回--就像把苹果从树上摇下来一样。

伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星遵循一个长达300万年的椭圆轨道，使它离太阳最远的地方大约有半光年。这颗彗星现在距离太阳不到20亿英里，几乎垂直于我们太阳系的平面落下。在这个距离上，温度只有大约零下348华氏度。然而，这个温度足以让一氧化碳从表面升华，产生尘埃状的彗星。

Bernardinelli-Bernstein彗星为奥尔特云中彗星的大小分布提供了一条宝贵的线索，因此也为其总质量提供了线索。对奥尔特云质量的估计差别很大，高达地球质量的20倍。

奥尔特云是由荷兰天文学家 Jan Oort在1950年首次提出的假设，但它仍然是一个理论，因为组成它的无数彗星太过微弱和遥远，无法被直接观测到。具有讽刺意味的是，这意味着太阳系最大的结构几乎是看不见的。据估计，美国宇航局的两个旅行者号航天器再过300年也不会到达奥尔特云的内部领域，可能需要长达30000年的时间才能穿过它。

间接证据来自于可以追溯到这个“巢穴”的坠落彗星。它们从各个不同的方向接近太阳，这意味着云层必须是球形的。这些彗星是早期太阳系成分的深冻样本，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变的理论模型的支持。通过深空探测和多波长观测收集到的观测证据越多，天文学家就越能理解奥尔特云在太阳系演变中的作用。

1999年，有论文假设海尔-波普彗星存在两颗彗核，以此来解释它放出尘埃的形式。该论文纯粹为推论，作者并没有作过观测及制作其双彗核的结构，但他估计其中一颗彗核直径约为30公里，而主彗核则约为70公里，它们距离约180公里，以3天为周期互相公转。该论文引来不少天文观测者的争议，纵使以强大的哈勃望远镜作出观测，也找不到任何双彗核的证据。因为当一颗彗星分裂成数块碎片，它们的距离会渐远；而且到现在为止找不到任何彗星是有稳定的双彗核；另一方面来说，双彗核彗星的轨道往往会因受到太阳和行星引力的摄动而改变和分离。在1997年末至1998年初，透过适应性光学装置作出观测，认为其彗核的光出现双峰。但该现象是否由双彗核产生，至今尚在争论中。海尔-波普彗星实际上一颗异常明亮的彗星，其亮度可能是哈雷彗星的数千倍。它于1997年4月抵达近日点，由于其体积庞大，至少在40公里以上，因此它的接近也给人们带来恐慌——当其进入太阳系内侧轨道时曾引发人们对外星人光临地球的猜想。海尔-波普彗星可能是历史上最受欢迎的彗星，根据NASA的观测记录，海尔－波普彗星拥有两条蓝色和白色的美丽“尾巴”，即便是在光污染比较严重的地区，我们也能很容易地看到它。 大彗星 19世纪以前 前44年大彗星（凯撒彗星） · 1106年大彗星 · 1402年大彗星 · 1556年大彗星 · 1577年大彗星 · 1680年大彗星 · 1729年大彗星 · 1744年大彗星 19世纪 1811年大彗星 · 1843年大彗星 · 多纳蒂彗星 · 1861年大彗星 · 1882年大彗星 20世纪 哈雷彗星 · 1910年白昼大彗星 · 斯基勒鲁普-马里斯塔尼彗星 · 阿兰德-罗兰彗星 · 关-莱恩斯彗星 · 池谷－关彗星 · 班尼特彗星 · 威斯特彗星 · 百武彗星 · 海尔-波普彗星 21世纪 麦克诺特彗星 · 洛弗乔伊彗星 · 泛星彗星 · 光科网彗星

经过太阳时67P/丘留莫夫—格拉西缅科彗星会变得更蓝！

罗塞塔导航相机中一帧关于67P/丘留莫夫—格拉西缅科彗星的图像。

（图像： 版权归属 欧洲空间局/罗塞塔/导航相机）

在太空中移动时，“罗塞塔”号航天器的橡胶鸭彗星颜色逐渐发生了变化，由开始的红色变为蓝色，然后再一次变成了红色。

根据 “自然”杂志上发表的一篇新论文，彗星颜色的变化是人类探测器第一次造访彗星时发出的水循环信号。当67P/丘留莫夫—格拉西缅科彗星(罗塞塔彗星的全名)越过绕太阳运行的轨道边界雪线时，在它表面的冰会变成气体，然后升华到太空中。当这一过程发生之后，彗星的表面会留下一层布满红色尘埃的肮脏的冰，当尘埃被吹进真空后，会露出下面更蓝更干净的冰。研究人员写到，好像彗星也有自己的季节。

图中是变蓝的彗星(图源自：wjbk)

研究者写道，彗星颜色的改变从2015年1月到2016年8月的这段时间一直都在发生。这段时间正是罗塞塔在彗星的中点。欧洲航天局的轨道飞行器在2014年8月6日到达，然后在2016年9月30日坠入彗星本身。

图片具体展示了彗星在经过太阳时，是如何从红色改变为蓝色然后又变回红色。（图像源自：欧洲航天局）

在这里，研究人员写道，事实上，在彗星周围运行的有两个相反的循环。它逐渐地接近太阳然后穿过霜线——大约是地球到太阳距离的三倍——然后暴露出更多干净的蓝色表面。但彗发，是固体核心周围一片模糊的区域，由尘埃和气体构成，它会变得更红。

那又是什么导致它开始变红呢？研究人员对此回应是“在彗发上存在的有机材料和无定形碳构成的颗粒。”

就是说，所有从彗星表面熔化的富碳粉尘微观颗粒阻止了它的表面变红，然后开始使彗发变得更红了。

(图源自wjbk)

一旦彗星再一次远离太阳，它的固体核心将再一次变红，因为灰尘又再一次沉降在它的表面。

研究人员写道，尽管罗塞塔的使命已经结束，但仍留下了大量数据需要梳理，并且更多的这类发现可能会被揭示出来。

罗塞塔（太空船）

罗塞塔是航天局在2004年3月2日建立然后发射的航天探测器。与罗塞塔一起的，还有着陆器“菲莱”，它们一起开始了对67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的详细研究。在它们飞向彗星的旅程中，经过了火星和小行星21号卢泰亚和2867号斯坦因斯。这是继SOHO/集群和XMM-牛顿卫星以后。作为欧空局地平线2000方案发射的第三个基石任务。

(图源自欧洲航天局)

2014年8月6日，太空船终于到达了彗星，随后又进行了一系列行动以便在其所在的轨道上可以被捕获到。11月12日，它的着陆器菲莱在彗星上实现了第一次成功着陆，尽管它的电池电量在两天后就耗尽了。直到2015年6月和7月与菲莱的通讯才短暂恢复，但由于太阳能发电量减少，罗塞塔与着陆器菲莱在2016年7月27日最终失去了联系。2016年9月 30日，“罗塞塔”号航天器在 Ma'at区域的彗星上着陆，结束了它的使命。

探测器是以罗塞塔石碑命名的，它起源于埃及的石碑，有三种文字的法令。而着陆器是以菲莱方尖碑命名，它上面的碑文有希腊和埃及两种语言的象形文字。

作者: Rafi Letzter

FY: Bluesweet

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哈雷彗星的最早记录是中国人留下的，有天文方面的记录，考古方面的记录。文学影像方面的记录，数据方面的记录。行星探测方面的记录。