鲍里索夫彗星来太阳系旅游，损失了2.3亿升水，下次你还敢来吗？

美国宇航局尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台首次追踪到：一颗星际彗星在接近太阳并绕太阳运行时的水分损失，这颗名为2i/Borisov（鲍里索夫彗星）的星际彗星于2019年末穿越太阳系。领导这项研究的香港大学和阿拉巴马州奥本大学研究生邢泽西(Zexi Xing)说：鲍里索夫彗星不属于任何一类太阳系彗星，使得它脱颖而出，已知的彗星至少有一种特性是相同的。

彗星是混合着尘埃的冻结气体团块，通常被称为“肮脏的雪球”。科学家估计，其中可能有数千亿颗彗星绕太阳运行。然而，根据鲍里索夫彗星速度和计算出的路径，它肯定来自太阳系以外。这颗彗星是已知的第二颗星际访客，是在第一颗名为“Oumuamua”（奥陌陌）的星际天体体穿过太阳系两年后被发现。业余天文学家根纳季·鲍里索夫(Gennady Borisov)在8月30日发现了这颗彗星，四个月后它距离太阳最近。

早期的识别使多个天基和陆基天文台，有时间进行详细的后续观测。10月份，科学家们使用新墨西哥州太阳黑子阿帕奇点天文台探测到了这颗彗星的第一丝水迹象。在接下来的几个月里，美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄了鲍里索夫彗星以每小时约100000英里(161000公里)速度行驶时的照片。当彗星接近太阳时，其表面的冰冻物质（如二氧化碳）会升温，并开始转化为气体。当它到达距离太阳2.3亿英里(3.7亿公里)的范围内时，水就会蒸发。

蒸发高峰期

研究人员证实了鲍里索夫彗星水的存在，并使用紫外光测量了水的波动。当阳光分解水分子时，其中一个碎片是羟基，一种由一个氧原子和一个氢原子组成的分子。SWIFT使用其紫外线/光学望远镜(UVOT)探测羟基发出的紫外光指纹。在9月至2月期间，研究团队对鲍里索夫彗星进行了六次观察。在11月1日至12月1日期间，鲍里索夫彗星产生的羟基（因此也就是水）的数量增加了50%，距离这颗彗星与太阳最近的擦肩而过只有7天的时间。

在高峰期，鲍里索夫每秒蒸发排放8加仑(30升)的水，足以在大约10秒内装满一个浴缸。在穿越太阳系的过程中，这颗星际彗星损失了近6100万加仑(2.3亿升)的水，足以填满92个奥运会大小的游泳池。当它离开太阳时，鲍里索夫彗星的水分损失下降，而且下降速度比之前观察到的任何彗星都要快。这可能是由多种因素造成，包括表面侵蚀、旋转变化，甚至是碎裂。事实上，来自哈勃和其他天文台的数据显示，这颗彗星的大块在3月下旬破裂。

研究的合著者、奥本大学物理学副教授丹尼斯·博德维茨(Dennis Bodewits)说：我们真的很高兴，斯威夫特天文台的快速反应时间和紫外线能力捕捉到了这些产水率。对于彗星，将其他检测到的分子数量表示为与水的数量比率，这为其他观测提供了非常重要的背景。产水量测量还帮助研究小组计算出鲍里索夫彗星的最小尺寸，略低于半英里(0.74公里)宽。研究小组估计，鲍里索夫彗星表面至少有55%的面积（大致相当于中央公园的一半）在距离太阳最近的时候正在脱落。

与太阳系彗星的异同

这至少是大多数太阳系彗星活跃面积的10倍，鲍里索夫彗星在其他方面也与太阳系彗星不同。例如，与哈勃望远镜和智利阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列射电望远镜合作的天文学家发现，鲍里索夫彗星在距离太阳那个距离的彗星上，产生了有史以来最高水平的一氧化碳。不过，鲍里索夫彗星确实与太阳系彗星有一些共同之处。当它接近太阳时，水产量增加与之前观察到的太阳系系彗星相似。研究团队还发现，鲍里索夫彗星化学清单中的其他分子太阳系彗星相似。

例如，对于羟基和氰基（一种由碳和氮组成的化合物）鲍里索夫彗星产生了少量的双原子碳，这是一种由两个碳原子组成的分子，以及酰胺，这是一种从氨中衍生出来的分子。大约25%到30%的太阳系彗星都有这一特征。但鲍里索夫彗星的综合特征与任何已知的太阳系彗星家族都不符，科学家们仍在思考这对其他行星系统的彗星发展意味着什么，其研究研究成果发表在《天体物理学》期刊上。SWIFT是为了研究伽马射线爆发而开发的，伽马射线爆发是宇宙中最明亮的爆炸。

但在过去的十年里，科学家利用它来了解更多关于彗星穿越太阳系的信息。大部分紫外光被地球大气层吸收，因此科学家必须从太空寻找羟基的信号。而且由于SWIFT具有灵活的观测策略和快速的反应时间，它可以对感兴趣的新目标进行长期监控。鲍里索夫彗星的前五次观测，是由12小时内拍摄的UVOT快照组成，最后一次是在24小时内拍摄的一系列图像。这是一个很好的例子，说明科学家想出了创造性和强大的方法，利用外面的能力来做意想不到、令人兴奋的科学研究。

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博科园｜研究/来自：美国宇航局

参考期刊《天体物理学》

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