著名彗星獵手戴維·H·列維(David H. Levy)曾把彗星比喻成貓,,“他們都長著尾巴,,所作所為只有他們自己清楚”。換句話說,,預(yù)言彗星會有怎樣的表現(xiàn),,就好像預(yù)言貓的行為一樣——都是不可能做到的。
不過,,11月即將過半,,編號C/2012 S1的ISON彗星距離它的近日點只剩下了半個月多一點的時間。這顆曾被認(rèn)為有可能成為“世紀(jì)大彗星”的彗星究竟會有怎樣的表現(xiàn),?(參見果殼 觀星者小組 的舊貼:【爆炸性新聞】新發(fā)現(xiàn)的Ison彗星明年底可能達(dá)到-14等,!)
依據(jù)過去對許多顆彗星的觀測經(jīng)驗,天文學(xué)家已經(jīng)有了一些還算靠譜的推測,。按照這些推測可能成真的先后次序,,我們可以將它們劃分成三大場景。必須要事先強調(diào)的一點是,,不論最終成真的是哪一個場景,,我們從這顆彗星身上都將學(xué)到許多新的知識,足以讓天文學(xué)家興奮良久,。
場景一:出師未捷
第一個場景是,,ISON彗星在抵達(dá)近日點之前就自行瓦解。從理論上講,,這件事隨時都可能發(fā)生,。極少數(shù)彗星會毫無由來地自行瓦解,所占比例不到總數(shù)的1%,。2000年的C/1999 S4林尼爾彗星和2011年的C/2010 X1葉列寧彗星就是最近的兩個例子,。好幾個月前,就有科學(xué)家推測ISON彗星可能會瓦解,,不過這些推測至今都還未能如愿,。
然而,ISON彗星在未來的半個月內(nèi)自行瓦解的可能性,,比以往都要高得多,。一方面,ISON彗星最近的活躍度一直不見增長;另一方面,,它也已經(jīng)抵達(dá)了距離太陽不到0.8天文單位的“危險”區(qū)域——前面提到的那那兩顆彗星都是在這一區(qū)域自行瓦解的,。
當(dāng)然,,對于那些眼巴巴盼著能夠肉眼看到大彗星的廣大愛好者,,這種情況就太令人失望了。不過,,對彗星瓦解進(jìn)行科學(xué)觀測帶來的回報,,有可能是異常豐厚的,,因為我們從中能夠了解到大量關(guān)于彗星如何凝聚而成的知識,。這些知識尤其有趣,因為彗星的形成及其結(jié)構(gòu)仍是關(guān)乎太陽系行星如何構(gòu)建的重大謎題之一,。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的正在瓦解的D/1999 S4林尼爾彗星,。圖片來源:NASA
場景二:飛蛾撲火
假設(shè)ISON彗星能夠完整無缺地?fù)芜^未來半個月,接下來它將面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)——迎接太陽的暴怒,。毫無疑問,,ISON會在近日點附近面臨極高的溫度。在距離太陽最近時,,等效溫度接近2700℃,,足以氣化ISON表面及其先前噴發(fā)出來的大多數(shù)塵埃和巖石。
經(jīng)過如此煉獄的炙烤,,看上去似乎不可能有任何東西能夠存活下去,。不過,考慮到ISON龐大的體型,,這顆彗星損失的質(zhì)量所占比例應(yīng)該不會太大,。這就好比下雪之后堆在路旁的大雪堆,哪怕雪后天氣轉(zhuǎn)暖到冰點以上,,往往也能堅持好幾個星期才完全融化,。
不只如此,由于彗星過近日點時移動速度極快,每秒可達(dá)400千米,,因此它不會在極端高溫中待上太久,。假設(shè)ISON彗星的直徑超過200米(目前估計介于500到2000米之間),它很可能會存活下來,,只有部分水冰直接升華成氣體,。
不過,可憐的ISON彗星在過近日點時,,會遭遇雙重打擊:就算能在炙烤中存活下來,,它距離太陽也太近了,太陽的引力有可能直接將它扯碎,!好在計算機模擬發(fā)現(xiàn),,ISON彗星存活下來的可能性更高,不過仍有極少的幾率,,它會被太陽的“潮汐力”直接瓦解,。
如果ISON彗星在過近日點前后的幾個小時到幾天內(nèi)瓦解,最可能的原因就是太陽附近極端環(huán)境里的高溫和強大引力,。不過,,自行瓦解(見場景一)也有可能是罪魁禍?zhǔn)祝@一點很難證實,。無論如何,,如果ISON在過近日點前瓦解,它很可能成為SOHO和STEREO等空間太陽探測器觀測過的最壯觀的彗星,,但過近日點之后就剩不下什么東西可看了,,因為瓦解過程中產(chǎn)生的全部塵埃都會氣化。
反過來,,如果ISON彗星在過近日點幾天之后再瓦解,,那時溫度已經(jīng)沒那么高了,釋放出來的塵埃就很可能形成一條壯觀的彗尾,,在地球上都能看到,。C/2011 W3洛夫喬伊彗星就是一個很好的例子。這顆掠日彗星在2011年12月,,從距離太陽表面不到16萬千米的地方經(jīng)過,。洛夫喬伊彗星直到過近日點前19天才被人們發(fā)現(xiàn),但經(jīng)過近日點后,,它仍然成為了一顆南半球可見的壯觀的肉眼大彗星,,持續(xù)了幾天之后才完全消散。
不管ISON彗星會在近日點之前還是之后瓦解,天文學(xué)家對這顆彗星的跟蹤觀測都已經(jīng)從土星軌道持續(xù)到了距離太陽表面僅有幾倍太陽直徑的地方,。這樣的觀測是前所未有的,,因而科學(xué)回報也將是極為豐厚的。不過,,如果瓦解發(fā)生在近日點之后,,ISON彗星就有大把機會成為一顆肉眼可見的壯觀天體。這樣的結(jié)局是大家都樂于看到的,。
場景三:浴火重生
最后一個場景最為直截了當(dāng):ISON彗星從太陽的烈焰和引力魔爪中逃脫出來,,帶著足夠多的彗核物質(zhì)繼續(xù)活躍下去。盡管現(xiàn)在依然沒有人能夠準(zhǔn)確預(yù)測ISON彗星到時候會有多亮,,不過如果能夠完整地通過近日點,,它很可能會在太陽附近損失足夠數(shù)量的塵埃,拖出一條非常漂亮的彗尾,。
在比較現(xiàn)實的最理想情況下,,ISON彗星的這條尾巴可能會長達(dá)好幾十度,點亮黎明前的夜空,,就像2007年的C/2006 P1麥克諾特彗星一樣,。而在最最理想化的情況下,我們有可能會目瞪口呆地看到一條彗尾縱貫半個夜空,,持續(xù)數(shù)月都肉眼可見,,就像1680年的那顆掠日大彗星一樣。
不管ISON彗星是變成一顆世紀(jì)大彗星,還是僅僅只能肉眼可見,,它都會讓每個人興奮不已,。天文學(xué)家已經(jīng)準(zhǔn)備好了有史以來最為龐大的望遠(yuǎn)鏡“陣列”,有機會研究從冰封了45億年之久的太陽系邊緣徑直落到太陽大熔爐邊緣的這顆獨特彗星,,而北半球翹首以盼的廣大業(yè)余天文學(xué)家期待一顆肉眼可見的彗星也已經(jīng)太久了,。但愿ISON彗星能夠彌補他們錯失C/2011 W3洛夫喬伊彗星和C/2006 P1麥克諾特彗星的遺憾。
帕拉納爾天文臺上空的C/2006 P1麥克諾特彗星,。圖片來源:isoncampaign.org
總而言之,,不管未來幾個星期內(nèi),,ISON彗星會有怎樣的表現(xiàn),天文學(xué)家都將成為最大的贏家,,必定會取得非常有趣的科學(xué)結(jié)果,。當(dāng)然,ISON彗星也可能撐不到近日點,,達(dá)不到肉眼可見亮度,,讓許多已經(jīng)摩拳擦掌準(zhǔn)備許久的愛好者失望——這種可能性仍然不容忽視。盡管ISON彗星可能不會成為“世紀(jì)大彗星”,,但無論如何,,它已經(jīng)在天文學(xué)史中占據(jù)了一席之地。
所以,,ISON彗星到底會如何表現(xiàn)呢,?還是讓我們拭目以待吧!
編譯自:NASA Comet ISON Observing Campaign,,What might happen to Comet ISON from here on out?