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簡介：2019年8月，來自系外不知名的彗星進入人們視野中。不尋常的構(gòu)成，尤其是它比其他在同距離觀測到彗星更高的一氧化碳濃度，顯示了其有可能是圍繞紅矮星而形成的。另一種可能性是其高一氧化碳濃度是較小行星的碎片。2I/Borisov有9個足球場大小，相對較小。

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2019年8月30日，業(yè)余天文愛好者根納迪·鮑里索夫正用他的自制望遠鏡凝望星空，這時他發(fā)現(xiàn)有個物體正在朝一個反常的方向移動。此物現(xiàn)在被稱為2I/Borisov，這個光線逃逸點后來也被證實為第一個從太陽影響范圍外的遙遠某處進入我們太陽系內(nèi)的彗星。世界各地的天文學(xué)家們都急切地想用世界上最強的儀器看一眼這顆彗星，希望能盡可能多地了解這個神秘的訪客。

（左側(cè)是彗星2I/Borisov，右側(cè)是彗星與地球的大小對比。圖片來源于搜狐網(wǎng)）

現(xiàn)在，憑借來自NASA哈勃天文望遠鏡和美國射電天文臺的阿塔卡瑪大型毫米波天線陣（ALMA）的觀測數(shù)據(jù)，天文學(xué)家們已經(jīng)了解到，2I/Borisov的物質(zhì)構(gòu)成十分不同尋常。具體來說就是，與同距離（距太陽2億英里（3億公里）內(nèi)）的已觀測到的所有其他彗星相比，它的一氧化碳濃度更高。

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科學(xué)家們認(rèn)為，這表明了這顆彗星可能形成于一顆紅矮星周圍——一種比太陽更小更微弱的恒星——但也不排除其他種類恒星的可能。另一種觀點認(rèn)為，2I/Borisov是一個來自于某顆小行星的富含一氧化碳的碎片。

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星際彗星是什么？

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彗星就是由冰、塵埃和固態(tài)氣體結(jié)合而成的雪球。當(dāng)它們被徹底凍住（即“不活躍”）時，直徑大概有一個小城鎮(zhèn)那么大，但是當(dāng)被太陽加熱后，它們的尾巴可以延伸到幾百萬英里長。2I/Borisov的長度大概相當(dāng)于九個足球場，也就是0.61英里（0.98公里），相對較小?！蹲匀惶煳膶W(xué)》雜志上已經(jīng)發(fā)表了關(guān)于這顆彗星構(gòu)成成分的最新研究成果。

（圖片來源：pixabay）

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所有的彗星都由圍繞著年輕恒星的原始盤狀物構(gòu)成，保存了一個行星系統(tǒng)古老過去的殘留物。在我們太陽系內(nèi)附近的地方形成的彗星就揭示了物質(zhì)的歷史，包括水，它形成了我們今天所熟知的地球，也包括其他行星鄰居們。而另一方面，星際恒星就是來自于一個完全不同的恒星系統(tǒng)的化學(xué)大使——帶著珍貴的線索寶藏，指引我們探索那些即使借助現(xiàn)代科技也遙不可及的世界。

（藝術(shù)家想象中的“鮑里索夫”彗星 ?圖片版權(quán)：NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello）

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“有了穿越太陽系的星際恒星，我們就像得到了一個環(huán)繞另一顆恒星的行星的樣本，而它正出現(xiàn)在我們自己的后院里?！眮碜杂趤喞Ｄ侵輬D森大學(xué)月球與行星實驗室的約翰·諾南這樣說，他也是阿拉巴馬州奧本大學(xué)丹尼斯·波德維茨領(lǐng)導(dǎo)的哈勃望遠鏡研究團隊的成員之一。

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科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了什么？

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從2019年12月11日至2020年1月13日，波德維茨和他的同事們都在用哈勃望遠鏡觀測2I/Borisov。2019年12月15日至16日，來自馬里蘭州綠帶城NASA戈達德太空飛行中心的另一支獨立國際科研團隊，在馬丁·科迪納和斯蒂芬妮·米拉姆的領(lǐng)導(dǎo)下，于智利南部海拔16,570英尺（5,050米）的高度用阿塔卡瑪大型毫米波天線陣（ALMA）對這顆彗星也展開了研究。射電望遠鏡特別適合用于觀測像彗星這種星體內(nèi)部的冷的、低能量的氣體。

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來自哈勃望遠鏡和ALMA的觀測結(jié)果都表明，2I/Borisov的一氧化碳濃度高于一般的太陽系彗星。

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它從哪來？

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一氧化碳與水的比率高，說明這顆彗星來自于一個非常寒冷的地方，就像冥王星距太陽那么遠的地方——柯博伊帶那里那么冷。除此之外，使用哈勃望遠鏡的研究團隊還從理論上推論，2I/Borisov可能在一顆紅矮星的周圍誕生。紅矮星是銀河系中最常見的恒星類型，比太陽更小、更暗淡，因此在它周圍形成行星的物質(zhì)就會比我們太陽系的要冷得多。諾南認(rèn)為：“這類恒星的溫度和亮度都很低，這里可能形成的彗星正與2I/Borisov的構(gòu)成類型相同?！?/p>

（太陽（左）與紅矮星（右）的對比 ? 圖片來源：維基百科）

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使用ALMA觀測的團隊卻有不同看法，他們認(rèn)為，2I/Borisov可能是一顆表面富含一氧化碳的矮行星的碎片，而與它起源的恒星類型無關(guān)。科迪納說：“如果這顆行星與其他星體相撞，一氧化碳含量高的碎片就會被釋放到太空中?！?/p>

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但2I/Borisov也可能生來就是一顆含高濃度一氧化碳的彗星，ALMA團隊指出。又或者，它的外層可能特別厚，隔絕了氰化氫這種固態(tài)氣體和水，因此當(dāng)不穩(wěn)定的一氧化碳越來越多地從內(nèi)部蒸發(fā)或釋放出來時，表面的含量就會高于其他彗星氣體。2I/Borisov與眾不同的性質(zhì)也表明了一個與我們先前想法不同的事實——我們太陽系內(nèi)部的彗星在一氧化碳含量這一特征上可能具有更廣泛的多樣性。

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ALMA團隊成員之一的科學(xué)家米蘭這樣說到：“無論最終答案是什么，2I/Borisov都為彗星科學(xué)帶來了更多全新的問題?！?/p>

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在我們的太陽系內(nèi)，彗星所在的地方有兩個：柯伊伯帶（包含冥王星所在區(qū)域）和奧爾特云，后者距離更遠。這些彗星原本可能都在距離太陽更近的地方形成，但由于幾十億年前木星和土星的不規(guī)則運動，它們都被“踢”向了更外層的地方。這些大型行星，由于引力巨大，還可能將彗星送往其他的恒星，完全脫離太陽的引力影響。

（圖片版權(quán)：Space Telescope Science Institute, Graphics Dept）

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參照這段歷史，哈勃望遠鏡研究團隊提出一種理論：在一個紅矮星系里有一個體積巨大的行星，所在的環(huán)境含有固態(tài)一氧化碳，可能正是它把2I/Borisov送來了我們這里。

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波德維茨說：“一個像木星這么大的行星如果向內(nèi)移動，會把很多這樣的彗星給踢出去?！?/p>

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ALMA研究團隊也同意這種看法，一顆移動中的年輕行星確實可能將彗星送上流浪之路。科迪納說：“在經(jīng)過了寒冷的、孤獨的旅行之后，2I/Borisov與我們的太陽系近距離相遇，并且開始釋放氣體，這樣就讓我們看到它內(nèi)部都有什么了?！?/p>

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更多信息

2I/Borisov只是第二個由天文學(xué)家們觀測到并確定為來自于其他星系的星體。第一個是2017年10月份觀測到的奧陌陌（'Oumuamua），但它太快地呼嘯而過，以至于科學(xué)家們都沒來得及搞清楚它的化學(xué)構(gòu)成。它是不是也是一顆彗星？還是小行星？或是別的什么東西？答案我們可能永遠無法知道。

（2I/Borisov與奧陌陌的軌跡對比，圖片來源于sci-news）

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2I/Borisov仍在繼續(xù)著它穿越太陽系的旅途，最終還會穿越出去。未來幾年，會有更多先進的望遠鏡和其他設(shè)備投入使用，并一直凝望著太空，天文學(xué)家們也希望能發(fā)現(xiàn)更多星際星體，盡管一直都會十分稀少。

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“與星系之間的距離相比，我們的太陽系非常渺小。”科迪納說，“像Borisov這樣的星際彗星來到這里又正中靶心，真的太不可思議了。”

作者：伊麗莎白·朗道

FY：培培

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