神秘的星际访客2I/Borisov可能是迄今发现的最原始的彗星之一

据外媒报道,欧洲南方天文台甚大望远镜的新观测结果表明,“流氓”彗星2I/Borisov(2I/鲍里索夫)是有史以来观测到的最原始的彗星之一,它是第二颗、也是最近发现的太阳系星际访客。天文学家怀疑,这颗彗星很可能从未经过恒星附近,使其成为由气体和尘埃云形成的未受干扰的天体。

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2I/Borisov是由业余天文学家Gennady Borisov在2019年8月发现的,几周后被证实来自太阳系以外。“2I/Borisov可能代表了有史以来第一颗真正的原始彗星,”英国北爱尔兰Armagh天文台和天文馆的Stefano Bagnulo说,他领导了周二发表在《自然通讯》上的新研究。该团队认为,这颗彗星在2019年飞过太阳之前,从未接近过任何恒星。

Bagnulo和他的同事利用位于智利北部的欧洲南方天文台甚大望远镜上的FORS2仪器,利用一种叫做偏振测量的技术对2I/Borisov进行了详细的研究。 由于这种技术经常被用来研究彗星和太阳系的其他小天体,这使得研究小组能够将这位星际访客与太阳系的彗星进行比较。

研究小组发现,除了海尔-波普彗星之外,2I/Borisov具有不同于太阳系彗星的偏振特性。海尔-波普彗星在上世纪90年代末受到了公众的广泛关注,因为它很容易被肉眼观测到,同时也因为它是天文学家所见过的最原始的彗星之一。在最近一次经过之前,海尔-波普彗星被认为只经过太阳一次,因此几乎没有受到太阳风和辐射的影响。这意味着它是原始的,其成分与它--以及太阳系的其他部分--在大约45亿年前形成的气体和尘埃云的成分非常相似。

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通过分析偏振和彗星的颜色来收集其成分的线索,研究小组得出结论,2I/Borisov实际上比海尔-波普彗星更加原始。这意味着它带着它所形成的气体和尘埃云的未被污染的痕迹。

“这两颗彗星非常相似的事实表明,2I/Borisov起源的环境与早期太阳系的环境在成分上并没有太大区别,”该研究的合著者、来自意大利国家天体物理研究所(INAF)都灵天体物理观测站的Alberto Cellino说。

欧空局的天文学家Olivier Hainaut研究彗星和其他近地天体,但没有参与这项新研究,他对此表示同意。他说:"主要结果是--2I/Borisov与除了海尔-波普彗星之外的其他彗星是不一样的--这是非常明显的。"他补充说:"它们在非常相似的条件下形成是非常可信的。"

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"来自星际空间的2I/Borisov的到来,代表着第一次有机会研究来自另一个行星系统的彗星的成分,并检查来自这颗彗星的物质是否与我们的本土品种有某种不同。"参与《自然通讯》研究的美国马里兰大学的Ludmilla Kolokolova解释说。

Bagnulo希望天文学家们能在十年前再有一次更好的机会来详细研究一颗“流氓”彗星。他说:"欧空局计划在2029年发射彗星拦截器,如果发现一个合适轨迹的星际天体,它将有能力到达另一个来访的星际天体。"他指的是欧空局即将执行的任务。

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即使没有太空任务,天文学家也可以利用地球上众多的望远镜来深入了解像2I/Borisov这样的“流氓”彗星的不同特性。智利ESO的天文学家杨冰说:“想象一下,我们是多么幸运,一颗来自光年之外的系统的彗星只是偶然到我们家门口走了一趟。”她也利用2I/Borisov穿过太阳系的机会,研究了这颗神秘的彗星。她的团队的成果发表在《自然天文学》上。

杨冰和她的团队利用欧洲南方天文台作为合作伙伴的阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列(ALMA)以及欧洲南方天文台甚大望远镜的数据,研究了2I/Borisov的尘粒,收集了关于这颗彗星的诞生及其母系状况的线索。

他们发现,2I/Borisov彗星的彗尾--彗星主体周围的尘埃包层--含有紧凑的“鹅卵石”,颗粒大小约为一毫米或更大。此外,他们还发现,当彗星接近太阳时,彗星中一氧化碳和水的相对含量发生了巨大的变化。该团队成员Olivier Hainaut表示,这表明这颗彗星是由其行星系统中不同地方形成的材料组成的。

杨冰和她的团队的观测结果表明,2I/Borisov的行星家园中的物质是从其恒星附近到更远的地方混合而成的,这或许是因为存在巨行星的缘故,巨行星的强大引力搅动了系统中的物质。天文学家认为,类似的过程在太阳系生命的早期也发生过。

虽然2I/Borisov是第一颗经过太阳的“流氓”彗星,但它并不是第一个星际访客。第一个被观测到经过太阳系的星际天体是奥陌陌(ʻOumuamua),另一个甚大望远镜在2017年研究的天体。奥陌陌最初被归类为一颗彗星,后来由于缺乏彗星的特征,被重新归类为一颗小行星。

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