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麦克诺特彗星近50年来从地球上可见的最亮的彗星之一

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-03浏览次数:1837

工程师和科学家聚集在华盛顿特区海军研究实验室手术室的屏幕周围,渴望查看美国宇航局STEREO太空船的第一批数据。 2007年1月,几个月前推出的双STEREO卫星 - 短太阳和地面关系天文台 - 首次打开了他们工具的视野。首先:STEREO-B。屏幕眨了眨眼,但不是他们正在寻找的巨大的星空,一个珍珠般的白色,羽毛状的涂抹 - 就像一个天使的翅膀 - 充满了框架。在几分钟的恐慌中,NRL天体物理学家Karl Battams担心望远镜有问题。然后他意识到这个明亮的物体不是缺陷,而是幻影,这是麦克诺特彗星的第一个卫星图像。那天晚些时候,

彗星C/2006 P1--也被称为Comet McNaught,以其天文学家Robert McNaught于2006年8月命名 - 是过去50年来地球上最亮的彗星之一。整个2007年1月,彗星席卷南半球的天空,即使在白天,肉眼也可以看到它的亮度。麦克诺特属于一群罕见的彗星,被称为大彗星,以其出色的亮度而闻名。然而,McNaught与其他同行的不同之处在于其高度结构化的尾部,由许多不同的尘埃带组成,称为条纹或条纹,在地球和太阳之间的彗星后方延伸超过1亿英里。距离更长。一个月之后,2007年2月,“McNorte在它来时是一个巨大的交易,因为它在天空中如此明亮和美丽,”Batams说。 “它有这些条纹 - 尘土飞扬的手指伸向巨大的天空。在结构上,它是我们几十年来见过的最美丽的彗星之一。”

科学家们不知道这种方法是如何以这种方式分解的。它让人联想到很久以前的另一颗传说中的彗星:1744年的大彗星,据说在地平线上的六条尾巴中被砸碎,这是天文学家无法解释的现象。通过揭开麦克诺特尾巴的神秘面纱,科学家们希望学习一些关于彗星本质的新东西 - 并将两个宇宙的神秘结合在一起。当然,1744年和2007年彗星研究的主要区别之一是我们从太空这样做的能力。除了STEREO偶然发现的目击之外,另一项任务是ESA/NASA的SOHO - 太阳和阳光天文台 - 当McNaught飞越太阳时定期观察。研究人员希望这些图像可能包含他们的答案。

多年后的今天,Oliver Price,一位行星科学博士。伦敦大学大盾空间科学实验室的学生开发了一种新的图像处理技术,可以通过丰富的数据进行挖掘。 Price的研究结果 - 在最近发表的Icarus论文中进行了总结 - 首次观察了条纹的形成以及太阳对彗星尘埃影响的意外启示。彗星是46亿年前我们太阳系形成后留下的冷冻气体,是岩石和尘埃的宇宙碎片 - 因此它们可能包含有关太阳系早期历史的重要线索。每当彗星的椭圆轨道接近太阳时,这些线索都会从时间舱中解锁。强烈的热量使冷却的气体蒸发,释放出彗星后面的尘埃,形成两条截然不同的尾巴:太阳风带来的离子尾 - 来自太阳的恒定带电粒子流 - 和尘埃尾。

了解尾部灰尘的行为 - 它如何破碎和凝聚在一起 - 可以教科学家很多关于数十亿年前形成小行星,卫星甚至行星尘埃的类似过程。作为现代历史上最大和最复杂的彗星之一,麦克诺特在这类研究中是一个特别好的主题。它的亮度和高粉尘产生使其更容易解决其尾部精细结构的演变。普莱斯开始研究他的研究重点是科学家无法解释的事情。他说:“我的主管和我注意到这些条纹的图像中发生了奇怪的事情,这些干净的线条被打断了。” “我开始调查可能会产生这种奇怪效果的事情。” p>

裂缝似乎在太阳能电流板上,这是带电太阳风的磁取向或极性改变方向的边界。这让科学家感到困惑,因为虽然他们早就知道彗星的离子尾部会受到太阳风的影响,但他们从未见过太阳风对尘埃尾的影响。科学家们认为,麦克诺特尾巴上的灰尘 - 大致和香烟烟雾一样大 - 太重了,因为太阳风会推动。另一方面,离子尾部的微小带电离子和电子很容易沿着太阳风传播。但很难确切地知道麦克诺特的尘埃究竟发生了什么,因为它的速度大约是每秒60英里,彗星迅速进入并退出了STEREO和SOHO的视线。

“我们用这颗彗星来获得一个非常好的数据集,但它们来自不同航天器上的不同摄像机,它们都在不同的地方,”普赖斯说。 “我正在寻找一种方法将所有这些结合在一起,以全面了解尾部发生的情况。”他的解决方案是一种新颖的图像处理技术,它使用尾部模拟来编译来自不同航天器的所有数据,每个微小尘埃的位置由太阳条件和物理特征(如大小和年龄)或多长时间映射。这是因为它已经远离彗星的头部或昏迷。最终的结果是,Price被称为时间图,它对在任何给定时刻拍摄的所有图像的信息进行分层,使他能够跟踪尘埃的运动。

时间图意味着Price可以随时间观察条纹。他的视频为期两周,是第一个跟踪这些结构形成和演变的视频,展示了尘埃碎片如何从彗星头部落下并坍塌。但研究人员最兴奋的是发现Price的地图更有可能解释引起他们注意数据的奇怪效应。事实上,目前的形式是尘埃尾部损坏背后的罪魁祸首,打破了每条条纹的光滑,鲜明的线条。在这两天中,彗星的全长穿过当前的板块,每当灰尘遇到那里不断变化的磁场条件时,它就会被震动到位,好像经过一些宇宙速度的颠簸。

伦敦大学学院的行星科学家格兰特琼斯说:“它就像条纹的羽毛,当它通过当前的床单时会皱折。”“如果你想象一个有很多羽毛的翅膀,当机翼通过传单时,较轻的羽毛末端会弯曲变形。对我们来说,这是一个有力的证据,表明尘埃带电,太阳风正在影响尘埃的运动。 “科学家们早就知道太阳风会影响带电尘埃;就像伽利略卡西尼那样,尤利西斯看到它将灰尘移动到木星和土星附近的空间。但令他们惊讶的是,他们看到太阳风会影响像麦克诺特的尾巴那样的大颗粒尘埃 - 大约比木星和土星喷出的尘埃大100倍 - 因为它们对于太阳风来说要重得多。

通过这项研究,科学家们对这个长期存在的谜团获得了新的见解。这项工作揭示了过去条纹尾巴的性质,并为未来对其他彗星的研究提供了重要的视角。但它也开辟了一个新问题:太阳在太阳系形成和早期历史中扮演什么角色? “现在我们看到太阳风已经改变了麦克诺特尾部尘埃粒子的位置,我们可以问:太阳系的历史在早期,太阳风是否像组织的古老尘埃一样? “琼斯说。