“世紀彗星”帶來的10個啟示

還記得ISON彗星嗎？去年，伴隨著一陣天花亂墜的大肆宣傳，各種傳說聲稱這個神秘的天外來客將成為“世紀彗星”；然而，今年的開端卻是ISON彗星的毀滅，它在離開太陽之后成了一個不可見的云狀殘骸。

數百萬天文愛好者希望看到一柄發光發亮的匕首懸掛夜空，而ISON彗星的過早毀滅令他們著實極度失望。但是，對于那些以之為研究對象并寄予厚望的天文學家而言，ISON彗星還是充分回報了他們的期許。

它已經成為史上得到最密切觀察的彗星。科學界因它而發起了ISON彗星觀測運動，它所需要協調的研究領域不僅來自地球，甚至還來自太陽系的其他空間。今年一月的美國天文學會議發布了第一批與之有關的論文，可以預期在未來較長的一段時間內這一熱度還會持續下去。業余愛好者們也可以參與其中，因為有關該彗星的很多數據將對大眾公開。

我們何必翹首等待研究論文？就目前而言，我們實際上已經從最近的ISON彗星那里得到了不少啟示。

在尋找“垃圾”的同時發現令人驚奇的事物

維塔利·納瓦斯基和阿特羅姆·諾維克諾克發現ISON彗星純屬偶然，他們當時正服務于俄羅斯國際科學光學監測網，該組織為一個天文臺聯合網絡，旨在合作研究環繞地球軌道的碎片（“太空垃圾”）和監控小行星，ISON彗星正是因此而以該組織的縮寫來命名。納瓦斯基已撰寫了一個關于他和他的伙伴如何偶遇該彗星的簡短說明。目前，國際科學光學監測網將繼續行使其追蹤太空垃圾的主要任務。納瓦斯基謙虛地稱自己為一個工程師觀測者而非彗星天文學專家。

ISON彗星確實是世紀彗星，且遠不止這些

ISON彗星對于星空愛好者而言的確是個無用之物，因為它無法達到肉眼上的可觀性。但是，作為一個天體的ISON彗星確實是十分特殊的：它不僅是一個來自“奧爾特云”的新手，同時還是一顆掠日彗星。

“奧爾特云”是一個聚集在遠離太陽的冰冷區域中的龐大彗星群，它們比冥王星與太陽的距離還要遠上成百上千倍。大部分明亮的彗星都是周期性的，意味著它們曾多次飛過太陽，在過程中被太陽炙烤并改變了軌道。而ISON彗星則不同，它的運行軌道顯示它直接來自奧爾特云，仍然處于太陽系形成伊始的深度凍結狀態，因此天文學家們觀測到的是一顆來自45億年前未被破壞的“時間膠囊”。

“掠日彗星”是那些運行過程中近日點離太陽非常近的彗星，接近太陽的酷熱使它們的內部物質蒸發，強烈的太陽輻射使彗星中的化學物質變得明顯可見。這使得掠日彗星成為重要的科學研究主題。但是，它們大多數都又小又暗以至于難以研究，而且它們中很少有第一次來自奧爾特云的成員。ISON彗星則解決了所有的問題：它很新、很熱、而且較為明亮。洛威爾天文臺的研究員馬修·奈特說：“天文學家從未見過這樣一顆彗星。”至少在200年內，天文學家在追蹤彗星運行軌道的過程中沒有遇到過。據此標準，ISON彗星不僅可以算是“世紀彗星”，甚至可以認為它是“兩世紀一遇的彗星”。

早期的太陽系是一個非常不穩定的地方

ISON彗星起初是怎么離開太陽系去向奧爾特云的呢？最新的理論認為，它們在45億年前太陽系非常混亂的時期就被放逐了。在地球開始形成之前，木星距太陽的位置是現在的三分之一，后來在其逐漸遠離太陽的同時，將ISON彗星和萬億顆類似的彗星都拋到了海王星的軌道之外。

另一個帶給人們的震撼是，約6億年后，流亡的ISON彗星完全進入奧爾特云，此時它們與太陽的距離也許已是之前的1000倍。當時，許多其他的彗星和天體大量地墜落到年輕的行星上，同時伴隨著地球生命開始形成，也有許多彗星大規模地撞擊地球表面。現在，天文學家通過仔細檢查ISON彗星的構成，希望可以揭示它所經歷的神奇旅程。

ISON彗星的表親可能曾在地球上“播種生命”

這個曾經有過的想法從最新的理論中獲得了新的論證。也許并非巧合，大約正好在太陽系第二段混亂時期，人稱“晚期密集轟炸期”，地球上首次出現了生物。類似ISON那樣的彗星含有大量的含碳物質的有機分子，也許已經成為地球上構成生命的關鍵成分。因此，隨著彗星們撞擊地球表面，它們也許已經為今天充滿活力的世界打下了基礎。遺憾的是，很難得知那時期發生在地球的事。盡管美國歐柏林學院的布魯斯·西蒙森正在盡力仔細查看ISON彗星的表親們撞擊地球后留下的痕跡，但是，幾乎所有那時期地球表面的痕跡都已經被侵蝕和磨滅了。

需要強大的引力才能讓ISON彗星“回家”

一旦ISON彗星走上了前往奧爾特云的路，它就將在未來的39億年基本上維持著不變的狀態。在深度凍結中，它的溫度僅僅比絕對零度（即-273攝氏度）高出幾攝氏度而已。它那懶惰的運行軌道需要10萬年甚至更多的時間才能繞行太陽一周；如果從那里做觀察，太陽看起來就像是一顆普通的恒星，盡管它異常明亮。除非發生了什么大事，ISON彗星的狀態不會出現什么大的改變。

那個推動ISON彗星的力量可能源自其附近運動的恒星，彗星在該恒星的引力作用下由靜止狀態變成了運動狀態。也有可能是整個銀河系的合力作用將ISON彗星送回了老家。法國尼斯大學的亞歷山德羅·莫比德利解釋道：“整個銀河系的引力可以左右彗星的運動。”奧爾特云與太陽的聯系如此微弱，以至于銀河系的引力從本質上可以對奧爾特云產生顯著的潮汐影響，導致一些脆弱的彗星墜向太陽系的內部。ISON彗星可能就是其中不幸的受害者。

ISON彗星就是一顆炸彈

納瓦斯基和諾維克諾克之所以在ISON彗星遠在木星軌道之外時就能發現它，是因為它在那個時候就已經釋放出了大量的塵埃和氣體。正是如此的騷動使得天文學家樂觀地認為ISON彗星將會驚人地明亮，多數彗星不到距離太陽較近的地方是不會出現活動現象的。現在，關于ISON彗星為什么如此早熟的問題，天文學家有了一些好的想法。

夏威夷大學的凱倫·米奇運行計算機模型，顯示 ISON彗星可能包裹著一層冰凍的二氧化碳和一氧化碳氣體，那種氣體會在非常低的溫度下蒸發。任何彗星在哪怕一點點太陽溫度的影響下，就會揮發出這些氣體。ISON彗星在誕生伊始便處于深凍之中，因此仍舊保留有較多的這類氣體。因此，它在遇到一氧化碳和二氧化碳的臨界蒸發溫度時，就會活躍地噴發出來。美國馬里蘭大學的邁克·A. 赫恩認為，ISON彗星在它閑置于奧爾特云時，肯定已被宇宙射線轟擊了數十億年。宇宙射線破壞了彗星的分子；一旦受熱，這些分子就會像TNT炸藥那樣爆炸性地重組。當首次被發現時，ISON彗星很可能已經處在爆炸中期了。

無論如何，ISON彗星的活躍期沒有持續下去。這是另一個啟示，即：首次來自奧爾特云的游客趨向于在較早的時候達到最高的活躍點后便消失。據此也許可以解釋科胡特克彗星曾經帶來的那次臭名昭著的失望。

小彗星產生大影響

ISON的彗尾延伸范圍長達1000萬公里。有些彗星的長度甚至可達5億公里——大大超出了地球圍繞太陽的軌道范圍！但是彗星的實體其實極小，通常不超過10公里寬。這里的啟示就是：你不需要用很多物質去捕捉和反射陽光，聯想一下一縷一縷的香煙就知道了。

一顆明亮彗星的彗尾其實非常空，甚至可以認為它與地球上難以達到的真空幾乎一致。據最新估計，ISON彗星最早的時候只是個不到500米寬的小東西，而現在，隕滅之后的它當然更是啥都不是了。然而，同樣微不足道的洛夫喬伊彗星在2011年也作了一個漂亮的表演。而且，彗星們都會對在太陽系中移動水和有機物產生深遠的影響。彗星們也許很小，但是它們有上萬億顆，它們的影響也就不容小覷。

ISON彗星一點也不可怕

每一顆彗星都會帶來很多關于UFO和陰謀論的鼓吹者，ISON彗星也不例外。盡管ISON彗星已經分崩離析，但恐慌仍然沒有消失。主要的擔心是基于一個真實細節，那就是地球可能會在今年1月下旬通過ISON彗星殘骸尾部的外緣。但是，正如首席信息官委員會團隊解釋的，這種會合僅僅和典型的流星雨迸發一般，事實上可能還遠不如流星雨迸發時的激烈程度。加拿大西安大略大學的保羅·威特估計，抵達地球的ISON彗星微粒精細程度也就僅與木頭燒出的煙灰相當，比典型的流星體要小1000倍。彗星殘骸落到地球上的總質量會有多少？大約僅為1磅（不到0.5公斤）。因此，它真的沒什么可怕的。

我們已經進入了星際天文學時代

2013年11月28日，任何人通過互聯網連接，都可以實時看到ISON彗星在向太陽猛撲過去的同時自我毀滅的過程。即使在這樣一個互聯無處不在的時代，ISON彗星觀測運動仍舊標志著一個真正的里程碑。

“深度撞擊”號彗星探測器在繞日軌道上對它進行了觀測。火星軌道勘測飛行器（MRO）也在繞火星的軌道上對它進行觀測，同時，“信使”（MESSENGER）號飛船在繞水星的軌道上也在進行這同樣的觀測。哈勃和斯必澤太空望遠鏡也在近地空間共同監視著該彗星的一舉一動。太陽和太陽風層探測器（SOHO）、太陽動力學天文臺（SDO）和日地關系天文臺（ stereo）等太陽監測探測器則共同捕捉了ISON彗星從太陽附近掠過的情況。

我們正在見證的是人腦如何超越身體的局限：人類的眼睛可以觀察到整個太陽系。

現在正是關注彗星的好時候

即便ISON彗星沒有完全解體，我們也不可能再見到它了。它的運行軌道是一條雙曲線，這就意味著它一次性掠過太陽后，便永遠返回奧爾特云了，也有可能會徹底逃離太陽的引力作用。但是，它帶來了大量的相關研究工作。

2014年3月24日，地球穿過了彗星209P/LINEAR 的彗尾。8月，羅塞塔飛船將與丘留莫夫-格拉西緬科彗星會合，然后（如果一切進行順利）它將會在11月釋放一個著陸器降落在該彗星的表面。就在那之前的10月19日，賽丁泉彗星（Comet Siding Springs）將逼近火星，并與之相距僅11萬公里。該彗星經過火星附近時距離火星是如此之近，以至于它的彗發可能會籠罩火星。每一艘在火星上和其周圍的宇宙飛船，包括美國宇航局（NASA）的火星大氣與揮發物演化任務探測器（MAVEN），都將會密切關注賽丁泉彗星的表現。

麥克·A. 赫恩說：“現在正是關注彗星的好時候，不僅僅是ISON彗星一顆而已。”但這不僅僅對彗星們更有利，對我們也一樣。安息的ISON彗星幫了我們很大的忙。

（作者單位：上海科技館）