自带毒气的奇特星际彗星：富含一氧化碳冰

    2019年11月24日，耶鲁大学的一个研究小组利用凯克天文台的低分辨率成像光谱仪拍摄到了这张鲍里索夫彗星的“特写”图像。

 

　　鲍里索夫彗星（2I/Borisov）是一颗来自太阳系以外的星际彗星。观测结果显示，这颗彗星被一团有毒气体包裹，而这些气体是在已知最冷的环境中形成的。

 

　　美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心的研究人员认为，鲍里索夫彗星很可能是在其起源的恒星系统——克鲁格60（Kruger 60）——的外围形成的。该区域的温度可能低至惊人的零下251摄氏度，足以让一氧化碳（CO）冻结。

 

　　2019年10月10日，研究人员宣布，他们发现鲍里索夫彗星来自13光年外的双星系统“克鲁格60”2019年10月10日，研究人员宣布，他们发现鲍里索夫彗星来自13光年外的双星系统“克鲁格60”

 

　　NASA的科学家表示，鲍里索夫彗星具有长达十多万公里的彗发，即围绕在慧核周围的模糊云状物，其中含有水和异常丰富的一氧化碳。当该彗星穿越宇宙时，星际空间的低温会将其化学物质保存数百万年甚至数十亿年。

 

　　当鲍里索夫彗星到达距太阳约3亿公里的范围内时，温度的上升将最终导致冰蒸发，使彗发缩小。

 

　　据估计，鲍里索夫彗星的一氧化碳含量是太阳系彗星平均含量的26倍。NASA的研究人员表示，这意味着在该彗星诞生的地方，挥发性化合物很可能被低温冻结在其核心。“这是我们第一次观察一颗来自太阳系以外的彗星内部，”NASA戈达德太空飞行中心的马丁·科迪纳（Martin Cordiner）博士说，“它与我们之前见过的大多数彗星都有显著的不同。”

 

　新图像显示，鲍里索夫彗星的慧尾有近16万公里长，是地球周长的14倍，由异常高浓度的一氧化碳组成新图像显示，鲍里索夫彗星的慧尾有近16万公里长，是地球周长的14倍，由异常高浓度的一氧化碳组成。

 

　　彗星大部分时间都在距离恒星很远的地方。与行星不同的是，它们的内部成分由于低温的缘故，几乎不会随时间变化。这项新发现发表在近期的《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志上，可能会为包括太阳系在内的恒星系统的演化提供新的线索。

 

　　研究人员根据智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜捕捉到了鲍里索夫彗星留下的气体轨迹图像。他们检测到了正常数量的氰化氢（HCN），这是彗星中存在的另一种分子，但一氧化碳的读数让天文学家感到惊讶。

 

　　研究作者之一斯蒂芬妮·米尔拉姆（Stefanie Millam）博士表示，该彗星肯定是由“富含一氧化碳冰”的物质形成的，而这种物质只存在于宇宙中最低的温度下。

 

　　鲍里索夫彗星的慧核宽度超过0.7公里，其慧尾长度将近16万公里，相当于地球周长的14倍。此前的研究表明，该彗星来自一个名为“克鲁格60”的双星系统，该系统距离地球约13光年。

 

　　这张鲍里索夫彗星的合成照片拍摄于2019年9月。天文学家尚不清楚丰富的一氧化碳是该彗星的独有特征，还是广泛存在于星际天体中。

 

　　科学家推测，鲍里索夫彗星可能是由于与原恒星系统中的一颗行星发生了近距离碰撞而被抛入了星际空间。研究作者之一、美国国家射电天文台的安东尼·雷米詹（Anthony Remijan）博士表示，ALMA望远镜正在改变我们对彗星性质及其构成的认识。他说“正是因为ALMA对亚毫米波的敏感度达到了前所未有的水平，我们才能够描述出这种独特天体所释放气体的特征。”

 

　　一氧化碳是太空中最常见的分子之一，大多数彗星都含有一氧化碳，但每颗彗星的一氧化碳含量各不相同。这可能与彗星在太阳系中形成的位置有关，也可能与彗星轨道有关，当距离太阳更近时，会有更多的冰蒸发。

 

　　科迪纳博士说“如果我们观察到的气体反映了鲍里索夫彗星诞生地的成分，那么这就表明它可能是在一个遥远行星系统的外部区域，在极其寒冷的环境中以不同于太阳系彗星的方式形成的。”

 

鲍里索夫彗星是已知的第二个来自太阳系以外的星际天体，第一个是2017年10月19日探测到的雪茄状天体“奥陌陌”。

 

　　我们可以将这一外围区域与太阳系的柯伊伯带相比较。柯伊伯带位于太阳系中海王星轨道外侧，被认为是太阳系的尽头所在，遍布冰封的小行星。

 

　　由于没有直接观测证据，研究小组只能推测形成鲍里索夫彗星的行星系统中存在的恒星类型。科迪纳博士说“ALMA望远镜观测到的大多数原行星盘都围绕着较年轻的低质量恒星，比如太阳。许多这样的圆盘远远超出了我们所认为的彗星形成区域，并且包含了大量的极冷气体和尘埃。鲍里索夫彗星可能就来自这些更大的原行星盘中的一个。”

 

　　当鲍里索夫彗星穿越太阳系时，它的速度达到了每秒32公里，表明它是被一颗路过的恒星或巨型行星“踢出”了原先的行星系统。之后，在数百万年或数十亿年的时间里，鲍里索夫彗星一直在寒冷的星际空间中孤独飞行，直到2019年8月30日被克里米亚的望远镜制造商兼业余天文学家根纳季·鲍里索夫（Gennady Borisov）偶然发现。

 

　　一项研究发现，目前正经过太阳系的鲍里索夫彗星携带着来自另一个恒星系统的水一项研究发现，目前正经过太阳系的鲍里索夫彗星携带着来自另一个恒星系统的水。

 

　　鲍里索夫彗星也是继2017年发现的奥陌陌（Oumuamua）之后，太阳系中发现的第二颗星际天体。2017年，当人们发现奥陌陌时，它已经在逐渐消失，科学家很难获得更多的细节，对于它是一颗彗星、小行星还是其他什么物体，现在还没有定论。

 

　　在鲍里索夫彗星周围，科学家发现了活跃的气体和尘埃，这使它成为第一颗被确认的星际彗星。据NASA的研究小组称，在观测到其他彗星之前，我们很难轻易地解释鲍里索夫彗星不寻常的物质组成，这带来了更多的问题，而不是答案。

 

　　“鲍里索夫彗星让我们第一次看到了形成另一个行星系统的化学物质，”米尔拉姆博士说，“但只有当我们能够将这个天体与其他星际彗星进行比较时，我们才能知道它是否是一个特例，或者是否每个星际天体都具有异常高的一氧化碳含量。”

 

　　另一个研究团队也在《自然-天文学》杂志上发表了一篇论文，基于哈勃太空望远镜（HST）的观测结果，证实鲍里索夫彗星的一氧化碳含量是水含量的0.7到1.7倍，这使得它愈加独特。

 

　　鲍里索夫彗星简介

 

　　鲍里索夫彗星（2I/Borisov）是一颗来自太阳系外的彗星。根据已有的估计，它的核心直径约为1.4到6.6公里。

 

　　这颗彗星是由克里米亚马戈天文台的业余天文学家根纳季·鲍里索夫于2019年8月30日发现的。它在2019年12月8日最接近太阳（进入近日点），但不会接近太阳系中的任何行星。之后该彗星将离开太阳系，朝望远镜星座（Telescopium）的方向飞去。

 

　　根据波兰研究人员的说法，鲍里索夫彗星可能起源于双红矮星系统“克鲁格60”。这颗彗星是已发现的第二颗的星际天体。第一颗是2017年10月19日探测到的雪茄状天体奥陌陌（1I/‘Oumuamua）。