这只是我们科学进程中非常早期的快照。
今年7月,被确认为第三颗来自其他恒星的星际访客,彗星3I/ATLAS(以下简称3I/ATLAS)一经发现,立即成为了全球天文学家和公众关注的焦点。
随着这颗冰冷的访客向太阳靠近而亮度增加,网络上的讨论也日益升温。尤其是最近一段时期,由于美国政府停摆,NASA未能及时回应或发布新图像,导致网上谣言四起,甚至有人猜测它可能是外星飞船。
由分布在太阳系各处的 NASA 探测设备拍摄的星际彗星 3I/ATLAS的四张照片。
图源:NASA
上周,停摆结束后,NASA举行了一场备受期待的新闻发布会,分享了来自太阳系内20多项任务的观测结果和初步分析,共同描绘出了这颗稀有访客迄今为止最完整的图景。发布会立即明确了一点:3I/ATLAS是自然天体,并非外星技术产物。
一、事实核查:它就是一颗彗星!
在3I/ATLAS被发现后的几周内,包括哈佛天体物理学家阿维·勒布(Avi Loeb)在内的一些研究人员曾发表未经同行评审的预印本,推测其特征可能暗示着伪装的、甚至带有潜在敌意的外星技术。这一说法在网络上迅速传播,并得到了一定的关注。
在发布会上,NASA副局长阿米特·克沙特里亚 (Amit Kshatriya)毫不拖延地回应了这些猜测。
“这个天体是一颗彗星,”他开宗明义地表示。“它的外观和行为都像一颗彗星,所有证据都指向它就是一颗彗星。”
NASA科学任务理事会副局长尼基·福克斯 (Nicky Fox)补充说,NASA的观测结果没有显示任何技术特征(technosignatures),“或任何会让我们认为它不是彗星的东西。”
她还强调,科学家们确信3I/ATLAS不会对地球构成任何威胁,它离地球最近时也将保持在2.7亿公里之外。
二、太阳系范围的“联合瞭望”行动
由于3I/ATLAS的轨道轨迹,在它被发现时,它正处于太阳与地球相对的一侧,使得地基观测非常困难。为了应对这一挑战,NASA在8月召集了协调规划会议,动员了来自20多个任务团队,发起了一场“舰队级”的追踪星际彗星行动。
最终,从地球轨道到火星及更远的地方,数十艘航天器协同合作,从不同的有利位置进行观测。
NASA太阳系小天体首席科学家汤姆·斯塔特勒 (Tom Statler)将这项工作比作在体育场内不同位置观看棒球比赛:
“每个人都拿着相机,试图拍下球的照片,”他说。“没有人拥有完美的视野,每个人使用的相机也不同。”
火星侦察轨道器(MRO):在10月初,从大约9000万英里外拍摄了3I/ATLAS的模糊白球图像,揭示了其由尘埃和冰构成的彗发。
MAVEN轨道器:检测到紫外线“科学摆动”,捕捉到彗星水冰蒸发时释放的氢气特征。结合其他数据,科学家们得以估算彗星的水生成率。
詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST):提供了对星际天体的首次红外观测,检测到二氧化碳与水冰的比例异常高,远高于我们太阳系内彗星的典型水平。这暗示3I/ATLAS的冰可能是在一个更古老恒星周围更严酷的辐射环境中形成的。
哈勃空间望远镜(HST):揭示了一个梨形的彗发,并将彗核的可能尺寸范围缩小到1,400英尺到3.5英里之间。
SOHO、Psyche、Lucy等其他任务也贡献了各自的观测数据,帮助科学家重建彗星尘埃的三维结构。
三、一扇通往遥远、古老恒星系统的罕见窗口
科学家们认为,3I/ATLAS很可能已经在星际空间中旅行了很长时间。根据其进入太阳系时的速度,斯塔特勒表示,间接证据表明这颗彗星可能起源于一个非常古老的行星系统,甚至可能比我们自己的太阳系还要古老。
由 NASA “火星勘测轨道飞行器”(MRO)上的 HiRISE 相机拍摄的星际彗星 3I/ATLAS。
图源:NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
“坦白说,想到这一点就让我起鸡皮疙瘩,”他说。3I/ATLAS或许能够揭示早于地球和太阳形成的宇宙历史。“它是了解其他太阳系构成和历史的一扇新窗口。”
四、令人好奇的化学线索
迄今为止,3I/ATLAS在接近太阳变暖时表现得完全像一颗彗星,释放水和二氧化碳,但同时也展现了一些耐人寻味的“怪癖”:
高二氧化碳含量:二氧化碳与水的比例高于通常的太阳系彗星。
富镍气体:彗星气体中镍相对于铁的含量异常高。
尘埃特性异常:尘埃颗粒大小似乎与本地彗星有所不同。
尘埃喷射行为特殊:尘埃最初被吹向向阳侧,然后才逐渐被太阳辐射推回,这个过程比科学家在“本地”彗星中观察到的要更长、更不常见。
“我们甚至还在学习我们需要问哪些问题,”斯塔特勒说。“当然,这就是科学过程的真实写照。”
3I/ATLAS为科学家们提供了一个研究在另一个恒星周围形成的物质的宝贵机会。早期的发现表明,它携带着来自一个遥远、未知且可能比我们太阳系更古老的行星系统的化学线索。
参考
[1]https://science.nasa.gov/solar-system/view-interstellar-comet-3i-atlas-through-nasas-multiple-lenses/
[2]https://www.space.com/astronomy/comets/4-key-things-nasa-just-revealed-about-the-interstellar-comet-3i-atlas
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