马里兰大学(UMD)的天文学家利用美国宇航局凌日系外行星勘测卫星苔丝(TESS)的数据,于年年底在46P/Wirtanen彗星接近地球时,捕捉到尘埃、冰和气体的爆炸发射的清晰图像序列。这是迄今为止对自然发生的彗星爆发的形成和消散最完整、最详细的观测。研究小组成员在11月22日出版的《天体物理学杂志通讯》上报告了他们的研究结果。
“苔丝一次花了将近一个月的时间来观察天空的一部分。由于没有白天或夜晚的休息,也没有大气干扰,我们有一套非常统一、持续时间很长的观测数据。”UMD天文学系的研究科学家、研究论文的主要作者托尼·法恩汉姆说,“当彗星围绕太阳运行时,它们可以穿过苔丝的视野。Wirtanen彗星是我们的一个高度优先事项,因为它在年底的时候离我们很近,所以我们决定使用它在TESS图像中的外观作为测试案例,看看我们可以从中得到什么。”
位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家帕迪·博伊德说:“虽然苔丝是发现环绕附近明亮恒星运行的行星的动力,但它的观测策略使更多令人兴奋的新科学成为可能。由于TESS数据通过美国宇航局的米库斯基太空望远镜档案馆(MAST)迅速公开,看到科学家们确定哪些数据是他们感兴趣的,然后在系外行星之外进行各种额外的偶然科学研究。”
正常的彗星活动是由太阳光驱动的,太阳光蒸发了核表面附近的冰层,流出的气体将尘埃从核上拖离形成彗发。然而,我们知道许多彗星偶尔会经历自发爆发,这种爆发会显著增加彗星的活动性。目前还不知道是什么导致爆发,但它们与彗星表面的状况有关。有人提出了一些潜在的触发机制,包括热波穿透高度易挥发的冰囊,导致冰迅速蒸发并产生活动爆炸的热事件。因此,研究彗星的爆发行为,特别是在很难捕捉到的早期亮化阶段,可以帮助我们了解彗星的物理和热性质。
尽管Wirtanen彗星在年12月16日离地球最近,但这次爆发发生在其接近的早期,从年9月26日开始。爆发的初始亮度出现在两个不同的阶段,一个小时长的闪光,接着是一个更为缓慢的第二阶段,持续亮8小时。这第二阶段可能是由于爆发后彗星尘埃的逐渐扩散,导致尘埃云整体上反射更多的阳光。在达到最高亮度后,彗星在两周多的时间里逐渐褪色。因为TESS每30分钟拍摄一次详细的合成图像,所以团队能够以精巧的细节查看每个阶段。
“有了20天的非常频繁的图像,我们能够很容易地评估亮度的变化。这就是苔丝设计的初衷,以履行其作为外行星测量员的主要工作。”法恩汉姆说,“我们无法预测彗星何时爆发。但即使我们有机会安排这些观测,在时间上也做得不好。这次爆发发生在观测开始后几天。”
研究小组已经粗略估计了这次爆发可能喷射出多少物质,大约万公斤,可能在彗星上留下一个直径约20米的陨石坑。进一步分析尘尾中的估计粒径可能有助于改进这一估计。观察更多的彗星也将有助于确定在彗星爆发中多阶段的亮化是罕见的还是常见的。
苔丝还首次发现了Wirtanen彗星的尘埃踪迹。与彗星尾部不同的是,在彗星接近太阳的时候,它后面会有气体和细尘的喷射,彗星的轨迹是一个较大的碎片场,在彗星绕太阳运行的时候,会沿着它的轨道运行。与被太阳风吹动时改变方向的尾巴不同,尾迹的方向在一段时间内或多或少保持不变。
转载请注明:http://www.szpengmignde.com/fzfxyy/9312.html