ISON項目為掠日研究帶來新契機

這顆彗星形成于45億年前，在2013年11月28日消亡。

　　在美國波托馬克河河岸附近的一間辦公室里，Karl Battams一直觀測從太陽表面掠過的彗星。

　　10年前，當天體物理學家Karl Battams剛加入華盛頓市美國海軍研究實驗室時，他對彗星還沒有濃厚的興趣。不過，該實驗室運行了兩個太陽物理項目的設備，這些設備可以探測到一顆近距離通過太陽的天體。迄今為止，它們已經探測到2600個這種“掠過太陽”的彗星。Battams工作的一部分就是為這些發現編目錄。他是世界上唯一一個從事追蹤掠日彗星的人。今年1月，他說：“幸虧我很快就會有一個學生。不過大多數時間，還是只有我在工作。”

　　太陽系所有的彗星都圍繞太陽運行，不過掠日彗星運行時離太陽核心的距離約為太陽半徑的3 倍，離太陽表面約140萬千米。去年秋天，成為追蹤最著名的ISON彗星研究團隊的代言人使Battams名聲大震。當ISON航行到太陽系內部時，天文學家和業余天文愛好者很快燃起了希望。很多人幻想，ISON可以在離太陽如此之近的行程中不遭遇毀滅，成為夜空中一個戲劇性的景象，并能持續為科學研究提供信息。然而，去年11月，該彗星在科學家預計的掃過太陽的時間之前幾個小時就瓦解了。

　　于是科學家開始思考，為何ISON遭遇這樣的命運。早期研究結果表明，ISON也許太小、不穩定而無法承受太陽的灼熱。ISON是一個小的瓦斯彗星，這是其首次進入太陽系內部，這種情況可能在一開始就注定會失敗。

　　不過，它的毀滅可能標志著掠日彗星研究的復興。ISON在離太陽系很遠時就被觀測到，其不尋常的軌道令宇宙飛船可以從多個有利位置對其進行拍攝。目前的發現表明，掠日彗星可以揭示彗星的多樣性，以及要想預測彗星的行為是多么的困難。盡管天文學家還在為找出ISON事件的原因而絞盡腦汁，但他們還是摩拳擦掌地在準備將于今年晚些時候發生的與下一顆彗星的親密接觸。

　　投入ISON研究的巨大觀測“火力”為航天器與地面望遠鏡的協調設定了新標準。Battams說：“ISON研究會將所有設備結合起來。這在之前從未做到過。”

　　幾個世紀以來，天文愛好者已經識別了那些消失于太陽附近又在另一邊出現的天體。通過查閱太陽及日光層觀測衛星(SOHO)航天器所拍攝的圖像，天文愛好者發現了大多數掠日天體。一旦天文愛好者發現可疑彗星，他們就會通知Battams。

　　事與愿違

　　大多數掠日彗星屬于Kreutz彗星家族，該彗星家族以Heinrich Kreutz命名，Kreutz是19世紀的一位天文學家，他計算出了許多彗星的軌道。

　　2011年，Lovejoy彗星(屬于Kreutz彗星家族)突然掠過離太陽表面14萬千米的地方，并暫時存活下來。Lovejoy彗星在太陽上層大氣中被壓縮后，仍然完好無損。幾天后，它發生粉碎，可能是被太陽巨大的引力引起的潮汐能撕成了碎片。在該彗星短暫通過太陽大氣層時，研究人員采用了史無前例的方法，以測量Lovejoy在太陽強大磁場中的尾波動。

　　2012年9月，焦點轉移到了另一顆掠日彗星上，當時兩位俄羅斯天文學家在巨蟹座天空處發現了一個小點。由于他們的望遠鏡屬于國際科學光學監測網，于是該彗星被命名為ISON。

　　當時，ISON距太陽約10億千米，這比大多數彗星被發現時的距離都要遠。早期的發現暗示，ISON可能形狀巨大，或者有著驚人的活躍性，人們因此預期，在它到達太陽系內部時，將發生一個歷史性的景象。

　　2013年4月，當哈勃太空望遠鏡拍攝到ISON的圖像時，最初的想法遭到質疑。盡管觀測團隊并不能直接測量該彗星的彗核，不過研究人員總結，其冰核心噴出的水量表明，它不會超過6千米寬，比彗星大小的平均水平還小。

　　9月下旬，由于ISON飛過火星，測量該彗星大小的另一次機會來臨。火星勘測軌道飛行器(MRO)上的高分辨率成像科學設備(HiRISE)拍攝了一組模糊的黑白照片。這產生了更加精確的估測：ISON的寬度不會超過1.2千米。約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研究彗星的Carey Lisse說：“它很小。”這引起了天文學家的擔心。彗星核越小，它在近距離通過太陽時就越不可能生還。盡管如此，還是有一些科學家認為ISON可以安全通過。

　　11月20日，ISON噴灑出大量水蒸氣，其速度表明它的寬度不超過500米。ISON離太陽越近，它看起來情況越不好。亞利桑那州洛厄爾天文臺天文學家Matthew Knignt說：“它離太陽最近的那天早上，我們才真的感覺到‘糟了’。”11月28日，Knight、Battams和Lisse在基特峰聚集，共同觀測ISON彗星。

　　該團隊和來自世界各地的一些慧星迷在ISON飛過SOHO和STEREO觀測范圍時觀測了好幾個小時。ISON在接近太陽時，變得越來越模糊，第三個離太陽更近的太陽探測器完全無法觀測到它。如果ISON保持完整，那么在太陽的遠端就會出現彗核，然而最終出現的是一個幽靈般的殘余灰塵云團，并迅速消退。

　　Battams說：“這是一個讓人心碎的過程。”他在ISON觀測博客上寫道：“這顆彗星形成于45億年前，在2013年11月28日消亡。”

　　盡管Battams和其他天文學家很失望，但他們很快將注意力轉移到收集ISON死亡的線索上。一個主要困惑是，為何ISON會解體，而Lovejoy以更近的距離通過太陽時卻存活下來。Knight表示，答案可能藏在它們古老的歷史中。

　　經驗借鑒

　　以前，天文學家從未觀察過一個動態的新彗星會如此接近地通過太陽。ISON中原子燃燒的序列和速率是理解下一顆進入太陽系彗星的關鍵數據點。Lisse說：“我們已經知道，新彗星會動態地發展和改變。”這比天文學家在2011年從掠日彗星 Elenin中了解的信息要多。當時Elenin也是首次進入太陽系內部，但是由于它過于暗淡，因此并沒有在瓦解之前提供太多的科學信息。

　　更廣泛地說，ISON的經歷可以作為未來彗星觀測的一個模板。Lisse表示，有14個項目參與到了拍攝天空中的彗星的任務中。這些經驗帶來了今年10月一個大事件的消息。一顆名為賽丁泉的彗星預計會在距火星14萬千米的位置通過，這將是觀測歷史中距離最近的一次通過，而火星則將被籠罩在彗發中——彗核周圍的冰與塵埃。由于賽丁泉和ISON的余波，2014年被標志為彗星之年。

　　對Battams來說，一切都還好。他一直密切關注著任何可能進入太陽中心區域的天體。Battams說：“現在我們只需要坐著等待。接下來還會發生有趣的事情。”