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更新2I-Borisov,第一颗已知的星际彗星

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去年,21号彗星/波里索夫成为第二个已知的星际物体。首次确认的星际彗星–从我们星系的其他地方出发,穿过我们的太阳系。最初,它看起来像我们太阳系中的彗星。现在,使用哈勃太空望远镜(HST)分析其成分的科学家们发现,波里索夫也有一些显著的不同。博里索夫被发现比我们的太阳系的彗星含有更多的一氧化碳,这表明它起源于一颗比我们的太阳冷得多的恒星。红矮星。

研究人员于2020年4月20日在《自然天文学》杂志上发表了经过同行评议的最新发现。

哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪(COS)从2019年12月11日到2020年1月13日分别观测了四次彗星。通过这样做,研究人员可以研究彗星在接近太阳时,其成分是如何变化的。鲍里索夫含有一氧化碳、氧气和水,这并不奇怪。但后来他们注意到一些不寻常的事情;彗星的彗发是围绕在彗核周围的巨大气体云,它使彗星看起来很模糊,它所含的一氧化碳比预期的要多得多。事实上,一氧化碳比水蒸气多50%。这是在我们太阳系内部所观察到的其它彗星的三倍之多。水的测量是由美国国家航空航天局的尼尔·盖恩斯·斯威夫特天文台进行的。

领导该研究小组的阿拉巴马州奥本大学的丹尼斯·博德威特在一份声明中说:

随着彗星逐渐远离太阳,一氧化碳的含量并没有像预期的那样下降。这意味着我们看到的是彗星的原始层,它真实地反映了这个物体的构成。由于大量的一氧化碳冰在离太阳这么近的地方存活下来,我们认为,波里索夫彗星来自一个比我们地球冷得多的地方,来自一个比我们地球更冷的恒星周围的碎片盘。

行星科学研究所(PSI)的高级科学家李建阳说:

最大的新闻可能是对另一颗恒星样品中CO成分的首次测量。这是不可能做到的,因为它与另一个行星系统的距离非常遥远,而且这些围绕在其他恒星周围的小天体非常模糊。考虑到最近发现此类星际物体的频率——仅仅两年就发现了两颗——而且由于望远镜和勘测技术的进步,我们可以预期在不久的将来会发现越来越多的此类物体,并对其进行描述。这颗彗星可能代表了研究太阳系外行星形成的新时代的开始。

来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)的行星科学家Kathleen Mandt补充道:

几十年来,我们一直在研究彗星的组成,并利用这些信息来了解太阳系中的行星是如何形成和演化的。从另一个行星系统测量彗星的成分是一个我们不能错过的机会!尽管在我们的太阳系中彗星的组成可能会因彗星的不同而发生显著的变化,但我们从未见过一颗离太阳这么近的彗星,其一氧化碳含量比水还高。

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那么这一切意味着什么呢?

一氧化碳冰比水冰更容易挥发,所以它不需要太多的热量就能从彗核中释放出来。在我们的太阳系中,这些冰可以在110亿英里的高度开始升华进入太空。两倍冥王星的距离;从太阳。然而,只有当彗星距离太阳2亿英里时,水冰才会开始形成。这大约是火星和木星之间的小行星带的内边缘的距离。

因此,当彗星到达太阳系内部时,水冰从彗星释放的速率通常比一氧化碳高得多。但对鲍里索夫来说,情况恰恰相反。根据Bodewits:

哈勃在波里索夫彗星上测量到的并不是大多数太阳系彗星的特性。这就是为什么鲍里索夫彗星能脱颖而出的原因,因为我们认为鲍里索夫可能是它所来自的恒星系统的代表。

为了解释这一现象,科学家们认为,鲍里索夫起源于环绕一颗红矮星旋转的富含碳的冰屑盘。由于银河系中最常见的红矮星比我们的太阳冷得多,这颗彗星的旅程一开始就比我们太阳系中的彗星冷得多。亚利桑那大学土桑分校月球与行星实验室(LPL)的研究生约翰·努南说:

这些恒星的低温和亮度正好可以形成像波里索夫彗星那样的彗星。

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Bodewits说:

博里索夫大量的一氧化碳意味着它来自于一个行星形成区域,该区域的化学性质与我们太阳系形成的圆盘有很大的不同。我们自己的彗星的起源和形成还不是很清楚。我们希望太阳系彗星和未来类似的天体之间的区别能帮助我们更好地研究彗星的形成和演化。

李还说:

CO的高含量表明它来自一个非常寒冷的地方,要么离它的主恒星非常远,要么来自一个相对寒冷的恒星。我们认为更有可能是后一种情况——它来自于一颗冷的红矮星,因为在我们的银河系中,红矮星的数量比其他更热的恒星多得多。然而,当行星在它的主恒星周围形成时,我们还远不能确切地说它周围发生了什么。

那么,如果鲍里索夫来自一颗红矮星,它是如何逃脱的呢?

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它可能是被一颗巨大的气体行星的引力踢出来的,就像木星利用其强大的引力改变了我们太阳系中彗星和小行星的轨迹一样。Bodewits说:

如果一颗木星大小的行星向内移动,它可能会踢出很多这样的彗星。

鲍里索夫第一次被发现是在2019年8月30日,由业余天文学家和彗星猎人根纳迪·鲍里索夫在克里米亚发现。从那时起,哈勃和其他望远镜就观测到了它,它最终将离开太阳系,返回到外太空。

能够研究来自另一个太阳系的彗星,将有助于科学家更多地了解系外行星形成的条件和过程。据李:

到目前为止,我们已经在其他恒星周围发现了数千颗太阳系外的行星,但我们对它们的形成条件和过程一无所知。这颗彗星是第一个来自另一颗恒星的样本,我们可以直接测量它的成分来推断当行星围绕另一颗恒星形成时会发生什么。然而,从这个单一的样本中,我们仍然无法确切地知道在其他恒星周围的行星形成过程中发生了什么。

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尽管鲍里索夫是迄今为止发现的第一颗星际彗星,但它实际上是已知的进入太阳系的第二颗星际物体。第一个是Oumuamua,它在2017年穿过内太阳系,然后再次离开太阳系。然而,那个物体并不具有典型彗星的特征,关于它究竟是什么,激烈的争论仍在继续。最新的理论认为,它可能是来自某个行星的岩石碎片或其他被摧毁的大型物体,也可能是来自宇宙尘埃的兔子。

哈勃对鲍里索夫的观测是一个独特而令人兴奋的机会,可以研究以前从未见过的东西,来自另一个太阳系的彗星。如果有一个,那么可能有更多的等待被发现,因为他们的航行暂时把他们带近了家。

总结:一项关于21/博里索夫星际彗星的新研究表明,它起源于一颗红矮星周围的行星形成盘。

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