彗星：地球怎么和上次來(lái)不一樣了

紫金山-阿特拉斯A3彗星（圖源NASA）

近日，太陽(yáng)系的“稀客”——紫金山-阿特拉斯彗星正進(jìn)入最佳觀測(cè)期，吸引了全世界天文愛好者的目光。作為一顆長(zhǎng)周期彗星，它造訪太陽(yáng)系的周期約為6萬(wàn)年，被稱為稀客再不為過(guò)了。

上一次，它來(lái)的時(shí)候，地球正處于第四紀(jì)更新世的“冰河時(shí)代”，猛犸象正在昂首踱步，智人還在洞穴中磨著石器。而沒(méi)人能說(shuō)準(zhǔn)，它下一次來(lái)造訪地球是一番什么景象，人類是否早已旅行星際？此刻，我們只知道它會(huì)來(lái)，而對(duì)除此以外的太陽(yáng)系的一切，都一無(wú)所知。

既然如此，不如來(lái)翻看下這位遙遠(yuǎn)“使者”的檔案，希望它將這時(shí)我們的祝福平安地帶到6萬(wàn)年后的太陽(yáng)系～

哈雷彗星（圖源NASA）

姓名：彗星

別名：掃帚星

英文名：Comet

面貌：由水冰構(gòu)成

工作：做繞日運(yùn)動(dòng)

當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí)，其亮度會(huì)增加，并產(chǎn)生長(zhǎng)長(zhǎng)的“彗尾”。可能正由于這個(gè)形狀，彗星在中國(guó)古代被稱為掃帚星，而英文名Comet一詞也來(lái)源于希臘單詞中指代頭發(fā)的kome一詞。

按照周期，彗星可分為周期性或非周期性彗星。非周期性彗星總是“一去不復(fù)返”，而周期性彗星會(huì)有回歸時(shí)間，其中，周期在200年以內(nèi)的被稱為短周期彗星，長(zhǎng)于200年的則為長(zhǎng)周期彗星。

C/2021 S3 (PANSTARRS)合ngc6356星團(tuán)

（攝影：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 張顥暉）

短周期彗星中，C/2021 S3 (PANSTARRS)的周期僅為7.3年，哈雷彗星的周期為76.1年。本次的紫金山-阿特拉斯彗星的周期長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)年，是典型的長(zhǎng)周期彗星。

（圖源網(wǎng)絡(luò)）

彗核：彗星的主體部分，尺寸較小，直徑通常在幾百米至十幾千米左右。盡管這個(gè)尺寸幾乎大于一棟摩天大樓，但相比于彗星的其他部分來(lái)說(shuō)就小得多了。

彗發(fā)：彗星中最亮的部分，由氣體和塵埃組成，直徑可達(dá)數(shù)十萬(wàn)千米。由彗核接近太陽(yáng)時(shí)，受太陽(yáng)輻射不斷加熱，表面物質(zhì)升華而形成。

彗尾：分為塵埃尾與離子尾，前者常為黃色，受太陽(yáng)輻射而產(chǎn)生，方向受彗星軌道影響；后者也稱氣體尾，常呈藍(lán)色，由彗星表面升華的氣體受太陽(yáng)風(fēng)帶電粒子激發(fā)所產(chǎn)生，故朝向太陽(yáng)的反方向。

彗云：彗星外側(cè)的氫包層，不可見，但彗云的直徑常常比彗星整個(gè)可見范圍還要大。

（圖源網(wǎng)絡(luò)）

體檢醫(yī)生：天文學(xué)家

檢測(cè)部位：彗尾的光

檢測(cè)手段：光譜分析

主要組成：水冰

靠近太陽(yáng)時(shí)，彗星的表面物質(zhì)被輻射作用加熱，塵埃粒子與升華的氣體在太陽(yáng)風(fēng)的作用下形成彗發(fā)和彗尾。這些粒子受太陽(yáng)的影響會(huì)改變內(nèi)部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)射或吸收特定頻率的光譜，該光譜就反映了彗星的物質(zhì)構(gòu)成。我國(guó)科學(xué)家就曾對(duì)62P/Tsuchinshan 1的彗發(fā)進(jìn)行“體檢”，發(fā)現(xiàn)其主要含水冰與二氧化碳。

62P/Tsuchinshan 1與兩個(gè)透鏡星系

（攝影：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 張顥暉）

事實(shí)上，彗核所含物質(zhì)十分豐富，除水冰外，還包含了相當(dāng)比例的有機(jī)物！通過(guò)羅塞塔號(hào)探測(cè)到的彗核照片與望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)表明，彗星是由水、二氧化碳、氨與甲烷的“冰”、塵埃與石質(zhì)組分的混合物，含有氰化物、乙炔與其他有機(jī)物分子，這樣看來(lái)，彗星可真是一個(gè)不折不扣內(nèi)含石頭的“臟雪球”。

羅塞塔號(hào)探測(cè)器、菲萊登陸器與

67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星

短周期彗星：柯伊伯帶（Kuiper Belt）

長(zhǎng)周期彗星：奧爾特云（Oort cloud）

柯伊伯帶與奧爾特云（圖源ESA）

柯伊伯帶位于海王星軌道以外，冥王星就在其中，這里是絕大多數(shù)短周期彗星的“老家”。

奧爾特云則更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)在太陽(yáng)系行星與矮行星軌道以外；也更大，直徑可達(dá)十萬(wàn)天文單位。這里可能由太陽(yáng)系形成的殘留物質(zhì)構(gòu)成，是長(zhǎng)周期彗星的“老家”。

在“老家”呆著的絕大部分彗星都是不活躍的，只會(huì)靜靜地維持在一個(gè)穩(wěn)定的軌道上，直到受外力擾動(dòng)“活躍”起來(lái)而被我們所發(fā)現(xiàn)。

除去這些來(lái)自太陽(yáng)系邊緣的彗星以外，還有極少數(shù)的彗星來(lái)自星際空間，例如在2019年被發(fā)現(xiàn)的C/2019 Q4彗星便被證實(shí)是第一顆來(lái)自太陽(yáng)系外的彗星。

彗星探測(cè)歷史圖

人類歷史上第一次與彗星相遇在1985年，緊接著，哈雷彗星1986年再度光臨地球，數(shù)個(gè)國(guó)家的探測(cè)器前去相會(huì)，獲得了其彗核、彗發(fā)與彗尾等部分的信息。

其中，與其相會(huì)過(guò)的喬托號(hào)，在1992年訪問(wèn)了另一顆彗星，成為首艘訪問(wèn)兩顆彗星的航天器。

除了遠(yuǎn)遠(yuǎn)觀測(cè)彗星的探測(cè)器以外，星塵號(hào)于2004年首次收集并返回了第一份彗星樣本，深度撞擊號(hào)于2005年與彗星撞擊并分析了其內(nèi)部成分，羅塞塔號(hào)則于2014年首次登陸彗核并發(fā)現(xiàn)了分子氮的存在，為研究生命起源問(wèn)題提供了新信息。

人類從沒(méi)有停止對(duì)彗星的探索腳步，新的探測(cè)器也在計(jì)劃中，等待著新的征程。

蘇梅克-列維9號(hào)彗星與木星的撞擊事件

（圖源NASA）

彗星，有時(shí)迷人，有時(shí)危險(xiǎn)。它可能是“生命種子”的宇宙飛船，將宇宙中的水、有機(jī)物甚至是生命運(yùn)輸?shù)皆缙诘厍颍瑤椭说厍蛏钠鹪春头睒s。它也可能是蘊(yùn)含威脅的“超級(jí)炸彈”，給地球生命的存續(xù)帶來(lái)隱患，畢竟1994年蘇梅克-列維9號(hào)彗星與木星撞擊的可怕景象還歷歷在目。

但是，它卻不再那么神秘，擺脫了智人時(shí)期的懵懂，脫離了古代人們的愚昧，以科學(xué)為利刃的我們能夠一步步觀察它、靠近它、認(rèn)識(shí)它。如果紫金山-阿特拉斯彗星真的有記憶，它會(huì)發(fā)現(xiàn)，地球確實(shí)不一樣了——那群茹毛飲血的靈長(zhǎng)類動(dòng)物擁有了科學(xué)思考和實(shí)踐的能力。

它或許想，這些生物是有希望的一代，6萬(wàn)年后會(huì)怎樣呢，我們拭目以待！

美編：許宏璽

校對(duì)：劉淇郡