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一颗古怪的彗星

作者:佚名    转贴自:http://bzhang.lamost.org/website/archives/oddball_comet_s_and_t/    点击数:78


Alan MacRobert
译自SKYtonight.com,2008年12月2日

一代又一代的天文学家都在思考,是否所有的彗星都起源于我们的银河系之内,还是其中有来自其他恒星的成员。

有些时候能看到速度大到足以逃脱太阳的引力王国,因此被推出太阳系的彗星,它们永远将在银河系黑暗的星际空间中放纵地漫游。而且在太阳系刚刚诞生的时候,这样的事情发生的更多。在其他拥有行星的恒星周围,彗星必然也会是同样的。(行星是干扰了彗星轨道并将其抛走的天体。)据信大多数恒星都拥有自己的行星与彗星系统。

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2002年1月7至8日,Machholz 1彗星(96P)掠过了太阳,在2007年飞越前经历了一个轨道周期。这张由太阳和太阳风层探测器拍摄的照片展示了彗星明亮的彗核与彗尾。白色圆圈表示日面(遮掩在蓝色的掩盘后),金星处在太阳轮廓以外的右下方。点击图片可观看彗星运动的动画(456K)。(图片提供:Courtesy SOHO/LASCO Consortium; Sky & Telescope animation by Sean Walker)

我们附近的星际彗星的一个明显迹象,是到达的速度大于太阳的逃逸速度。其他恒星相对我们太阳系的平均运动是每秒几十公里的样子,而其他恒星抛出的彗星也会有这样的速度。如此高的额外速度如白昼一般明显,但先前从来没有看到过在任何接近如此高速的彗星。

不过大多数彗星并没有它们的原始轨道。它们早年在太阳系中回转时,被大行星施加了微弱的拖曳,被摄动到了新的轨道上去。它们的轨道被彻底地扰乱了,其中主要是由于木星的作用。

其中一颗轨道被彻底改变的彗星是Machholz 1(又叫做96P/Machholz 1),它是业余彗星猎手Don Machholz在1986年使用29*130双筒望远镜发现的。它的轨道周期是5.3年,相对太阳系平面的倾角非常大。新的研究发现,它的化学组分在迄今分析过的150颗彗星中是独一无二的。它的起源必然是不寻常的,甚至有可能是在另一个太阳系中形成的,那里的一切与这里都十分不同。

但是动力学研究表明,太阳系捕获并抓住一颗过往星际彗星的机会是非常微小的。

洛威尔天文台发出了关于这一新发现的新闻报道。根据报道,与任何其他彗星不同,该彗星的气体挥发物非常缺乏碳化合物。

“20世纪90年代,天文学家辨认出了另两类(彗星)……虽然Machholz 1还非常缺乏C2与C3碳化合物,让它显得与众不同的还是完不存在分子氰(CN)。与其他的普通彗星相比,在Machholz 1中,CN的含量要少上大约72%,也就是说,(它)只有正常含量的五分之一多一点……

“一种可能的解释是,Machholz 1并不起源于我们的太阳系,而是从另外一颗恒星周围逃逸过来的。在这一假说中,那颗恒星的原行星盘碳丰度或许比较低,导致所有含碳的化合物都不多……”

另一种可能的解释是,与大多数彗星相比,Machholz 1起源的地方离太阳更远,在温度较低或更为极端的环境中诞生。

第三种可能性正好相反,改变Machholz 1的是极端的高温。实际上,就象上文的插图那样,Machholz 1每过5年确实会与太阳靠得过分地近(0.12天文单位)。不过在其他彗星中,仅有的缺乏CN的那颗并不会达到如此的高温。这表明,CN缺乏并不需要极高的温度。

研究论文的作者David Schleicher说:“如果其他的含碳化合物同样非常缺乏,那么就会加强其起源于太阳系之外的说法。”下一个检验此观点的机会是在Machholz 1彗星返回太阳附近的2012年。

虽然报道吹捧了星际起源理论,新闻也选择了这一观点,还是有存疑的理由的。回溯到1986年的一次分析,其中发现,有着20公里每秒的典型星际速度,并且被我们的行星系统所俘获的彗星需要飞得距离木星非常近,(基于星际彗星数目的观测上限估计,)这样的事件发生的频率小于6000万年一次。

另一方面,与碰巧有颗彗星相对太阳的速度很慢(比每秒一公里慢得多)的情况相比,稀罕的星际彗星相对更容易被捕获:只比捕获来自奥尔特云的下落彗星困难一点点,而后者是经常会发生的。

喷气推进实验室的彗星专家Paul Weissman将Machholz 1彗星的星际起源说称为奇异化学组分“最不可能的答案”。“将星际彗星俘获进太阳系是极不可能发生的事件。极端的热过程,或是奥尔特云彗星组分原始的不同,更有可能解释这一点。过去对彗星碳元素缺乏的解释是,它们形成的地方距离太阳更远。”

这里有Schleicher关于Machholz 1彗星的研究论文,它发表在11月号的《天文学杂志》上。

 

译文登载在http://www.astron.sh.cn/yiwen/2008/yw081210-oddcomet.htm