太阳系的第二位外星访客，Borisov彗星，神秘又独特

虾仔123

在很长的一段时间内，天文学家们认为第二个造访我们的星际来客，2/IBorisov彗星，非常无聊：它看起来与其他来自太阳系内的小型彗星别无二致。
但是现在来看，它其实很特别：这个彗星处于非常原始的状态，从它形成以来就几乎没有过什么变化，这意味着我们的太阳系是它第一个如此近距离造访的星系。
这难道不是很棒的一件事吗？



（哈勃太空望远镜拍摄的2I/Borisov彗星图像（原名C/2019Q4（Borisov），蓝色由后期叠加于灰色原片，图片来自：美国宇航局，欧空局和D.杰维特（加州大学洛杉矶分校）
2/I Boriso 彗星由天文爱好者GennadyBorisov于2019年8月下旬发现，但是直到不久前才被发现这位访客的有趣之处：这个地地道道的外星来客，在经过我们的太阳之前，早已在辽阔的外星星际空间中穿行了数年。
它于2019年12月掠过太阳，距离太阳大约3亿公里，刚好在火星轨道内部，然后再沿与众不同的双曲线轨迹返回，这条轨迹并不受太阳的束缚（既不像其他行星那样沿椭圆轨道运行，也不像彗星那样沿抛物线运行），天文学家用望远镜从侧面（和正面）来观测它，试图从它身上看到一些与众不同，异于平常的东西——它来自其他恒星——并且他们发现…这是一颗彗星。
Borisov彗星看起来与那些来自我们太阳系内的彗星别无二致，如果不是它大张旗鼓的从星际空间中穿过，它也不会被发现是如此的特别。
但是不尽如人意的是，我原本期望这是



（2/IBorisov彗星表面预测图，图源来自：ESO/M.科梅瑟）
然而，直观的图像和光谱告诉我们，事实上完全是另外一幅景象。
根据我最近讨论过的一个非常与众不同的天体（一个超级黑洞，每天吸收的质量相当于一到两个地球）：
光可以被看成离开某物时，一束携带能量的波。通常来说，这些波的朝向是随机的，如果你把其中的一束想象成吉他的一根弦，当你拨动这根弦时，它可能会沿任意方向拨动，也许是上下方向，又或者是左右方向。
但是有的现象产生的波方向是一致的——就像你弹奏一把吉他时，所有的弦都向同一个方向震动。像这样整齐划一的光波被称为偏振光。
我们都知道偏振光的概念：从金属或者玻璃上反射的光会形成偏振，偏光太阳镜就利用含有同方向排列分子的滤光片来过滤光线，如此一来，当偏振光反射在其镜片表面时，与分子方向不同的光就会被过滤掉，只有那些方向相同的光可以通过。
尘埃也会发出偏振光，彗星坚硬的部分被称为核心，这一部分基本是由冻结的冰和尘埃构成，当彗星靠近太阳时，随着温度的升高，冰会被汽化，灰尘也随之被吹离核心，形成模糊的慧发和长长的慧尾。
阳光经由细小尘埃颗粒的反射形成偏振光，对于这些颗粒有许多值得我们探讨的，因为对这些颗粒可以告诉我们这个彗星究竟是由什么组成的。



（甚大望远镜于2019年后期拍摄的2/IBorisov彗星。当望远镜追踪彗星时，恒星在不同的滤光器下显示为多彩的条纹。图片来自：ESO/O.海诺）
通过甚大望远镜对Borisov的观测，科学家们发现由这些尘埃的偏振方式很奇怪。不同颜色的光他们偏振的方式与已知来自太阳系内的彗星的偏振方式并不相同…除了这个：海尔·波普彗星。
海尔·波普彗星是在1990年造访过太阳系内部的一个巨大彗星（波普彗星的内核宽度有30-40公里，而Borisov的内核还不到1公里）。十分明亮，可以轻易地用肉眼看到，而且被人们仔细的研究过。它的结构和构成物质揭示它形成于太阳系很远的地方，在星际空间的边界，并且波普彗星最多只造访过太阳系内部一次，这是一颗很原始的彗星。



Borisov彗星与波普彗星的相似性，表明其也是一颗原始彗星，很有可能在它有机会靠近自己的恒星之前，遭受了原始行星系统中的某个大型行星的撞击，从而导致被驱逐到了我们的太阳系。这一点也可能说明了，在靠近我们的太阳之前，Borisov彗星确实没有接近过其他的恒星。
对Borisov彗星的观测也让我们揭开了它的另一层神秘面纱，大多数彗星在升温时，释放出的尘埃和气体的质量是差不多的，大致为一比一的比例。但是当Borisov彗星靠近太阳时，它每秒释放出200公斤的灰尘，但仅释放了60-70公斤的气体。如此高比例的灰尘/气体质量比对于太阳系内的彗星来说都是很罕见的，但与其中一个相同，海尔·波普彗星。



顺带说一下一件有意思的事，Borisov彗星在掠过太阳时释放出的尘埃和灰尘总量，会让他在大小上缩小两米。
进一步观测更加的细致入微，运用ALMA毫米/亚毫米的排列，天文学家发现来自Borisov彗星的灰尘颗粒很大，将近1毫米甚至更大，但是这些颗粒排列紧凑，并不松散（比起雪花来说更像是冰粒）。而来自太阳系内部的彗星大多都是排列松散的。这表明它确实是形成于原生的太阳系内：在形成初期，许多卵石大小的岩石和冰块漂浮在周围，并缓慢的撞击一颗正在成长的彗星，使其内部结构变得紧实。
不仅如此，他们还发现，Borisov彗星在穿过太阳前后，其一氧化碳和水的总量发生了剧烈的变化，这暗示了彗星的构成物质各种各样，就像是有许多不同的部分共同构成。



同时也表明，有一些彗星形成时距离恒星近，有的距离远。这又反过来说明了这个系外太阳系在内部和外部的物质之间，由于一些大型行星的重力影响，找到了一个很好的平衡点。这个观测的结果让天文学家们得以窥见另一个行星系统是如何形成的。如果不是这次对Borisov彗星的探索这对于我们来说是非常难以获得的信息，毕竟我们与其他的太阳系之间隔了好几年。但现在，这份消息通过彗星送给了我们。
我们期待有更多像Borisov彗星的星际天体经过我们。我们可以更多的去研究他们，甚至去造访他们，欧洲航天局就正在建造一项名为彗星拦截器的项目为这个目标做准备。这种拦截器会有很高的加速度来捕捉在太阳系内快速移动的天体。



我们并不会默默的坐在数亿公里之外的地方等待，而是要抢到前排的位置，到时候我们又会发现些什么呢？
BY: Phil Plait
FY: 飘
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