今天，罕見亮彗星最接近地球，且可能“一去不返”！ —— 詳解 C/2022 E3 (ZTF) 彗星

1月27日拍攝的C/2022 E3 (ZTF) 彗星 (Credit: Edu INAF/Alessandro Bianconi)

近期備受矚目的 C/2022 E3（ZTF）彗星今天（北京時(shí)間2月2日1時(shí)56分）在可能永遠(yuǎn)離開我們的太陽系之前最接近地球！這顆綠色彗星有著數(shù)十億年的歷史，但自5萬年前的尼安德特人時(shí)代以來就再也未被地球生物見到過。令人出乎意料且有趣的是，它已發(fā)展出明顯的第三條彗尾！

在接來下的數(shù)天，拿起一對較好的雙筒望遠(yuǎn)鏡，在天氣晴朗且環(huán)境黑暗的夜空下仰望北天極附近，就有機(jī)會見證這一段美麗的太空歷史！

在山東大學(xué)威海天文臺拍攝的 C/2022 E3 (ZTF)彗星（by Orion23rdy, D810+70SA 60s*171）

北京時(shí)間2月2日凌晨，C/2022 E3 (ZTF) 彗星最接近地球（約4200萬公里，接近地日距離的1/3），且可能“一去不返”?。–redit: TheSkyLive/ESA）

彗星（comets)，是太陽系中的一類小天體。今天，它已不再被人們看作“掃帚星”這樣的不幸征兆，卻成為研究太陽系早期歷史甚至地球生命起源的重要樣本證據(jù)！

天文學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了接近4000顆“本土”彗星（‘home-grown’ comets），它們像行星一樣在太陽系形成早期殘余的旋轉(zhuǎn)氣體與塵埃云中形成。這些“臟雪球”（'dirty snowballs'）由塵埃、巖石和冰組成，是你能找到的最原始、最未被觸及的物體，在數(shù)十億年的時(shí)間里幾乎沒什么變化，因此其為研究太陽系的形成歷史提供了一扇窗。人們還認(rèn)為地球上至少有一部分水來自于早期的彗星影響，另外，在大約70年前的20世紀(jì)50年代通過對彗尾運(yùn)動的研究還揭示了超音速太陽風(fēng)（solar wind）的存在！

除了在彗星靠近太陽時(shí)其會展現(xiàn)出美麗的長長彗尾之外，它們還會沿著其運(yùn)行軌道留下一堆碎片顆粒，可以跨越數(shù)百萬公里、持續(xù)數(shù)千年甚至百萬年。當(dāng)?shù)厍蚶@太陽運(yùn)行時(shí)就會經(jīng)常穿過這些彗星所遺留下的碎片，這些物質(zhì)（流星體）受地球引力影響而墜落地面，當(dāng)在我們的大氣層中燃燒時(shí)閃耀發(fā)光，形成壯觀的流星雨（meteor showers）。

每年8月中旬的著名英仙座流星雨，其母體為109P/Swift-Tuttle彗星(Credit: ESA/NASA)

仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)彗星一般有兩條尾巴，一條是由電離氣體構(gòu)成的“離子尾”，另一條是由塵埃組成的“塵埃尾”。當(dāng)彗星接近內(nèi)太陽系時(shí)，來自太陽的輻射會導(dǎo)致彗星內(nèi)部的揮發(fā)性物質(zhì)蒸發(fā)成氣體，并從其核心——彗頭吹走塵埃。

在塵埃尾中，大顆粒將太陽光散射向各個方向，其中一些可被地球上的照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡直接探測到；而在離子尾中，氣體分子則要小得多，但可通過一個被稱為“熒光”（fluorescence）的過程受激發(fā)光，它們會在吸收入射光子后自發(fā)地以不同的顏色重新發(fā)射另一種波長的光子。

我們看到的C/2022 E3 (ZTF) 彗星所發(fā)出的明亮綠色輝光，揭示了組成其的化學(xué)成分，在這部分可見光光譜中主導(dǎo)的是雙原子碳（dicarbon, diatomic carbon）和氰（cyanogen）的發(fā)射線特征。

67P/Churyumov-Gerasimenko彗星的軌道示意圖，從中可見彗尾朝向背離太陽的方向（Credit: ESA）

C/2022 E3 (ZTF) 彗星的可見光光譜，可見其有很強(qiáng)的C2和CN發(fā)射（Credit: Hans H.）

這顆彗星是在2022年3月2日，由天文學(xué)家Bryce Bolin 和 Frank Masci 利用美國 Zwicky Transient Facility（ZTF，茲威基瞬變源觀測設(shè)施）發(fā)現(xiàn)的，因此得名 C/2022 E3 (ZTF) （C表示其為非周期或長周期彗星、2022 E3表示其為2022年3月上旬發(fā)現(xiàn)的第3個此類天體）。

最近的觀測顯示 C/2022 E3 (ZTF) 彗星出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，它似乎發(fā)展出了朝向太陽方向的第三條彗尾！事實(shí)上，這條所謂的“第三條彗尾”也屬于塵埃尾，緣自我們對塵埃軌跡觀察視線角度的錯覺?。ㄇ∏裳劐缥卜较颉罢颉庇^察）

C/2022 E3 (ZTF) 彗星的“三條”彗尾，下方為離子尾，右側(cè)為塵埃尾，而上方朝向太陽方向的所謂“第三”彗尾實(shí)際上是塵埃尾的一部分，是從地球上正向（face on）觀察的結(jié)果

在與地球最接近的這幾天，C/2022 E3 (ZTF) 彗星將出現(xiàn)在北天極附近的鹿豹座中，距離北極星約10度，離北斗七星也不遠(yuǎn)，幾乎整夜可見。到本周末，它將距離北極星超過30度并靠近亮星五車二（御夫座α星），在本月11日其將“靠近”熒惑火星，于本月中旬移至金牛座并從畢星團(tuán)（Hyades）前穿過。

盡管該彗星亮度已接近最亮（約5等），理論上肉眼可見，但由于其為非點(diǎn)狀的彌漫天體且觀測環(huán)境可能并不理想，觀察的最好方法依然是使用雙筒望遠(yuǎn)鏡嘗試找尋，并選擇一個天氣晴好、環(huán)境黑暗的觀測地（比如郊區(qū)），在視野中仔細(xì)辨認(rèn)它看起來應(yīng)該像一個沒什么顏色的白濛濛的模糊小團(tuán)（只有相機(jī)才能拍攝下它獨(dú)特的綠色）。

由于天文學(xué)家經(jīng)過觀測計(jì)算認(rèn)為 C/2022 E3（ZTF）彗星的軌道很可能是開放的雙曲線，因此在這次近距離邂逅后，它將永遠(yuǎn)離開我們的太陽系，“一去不返”！當(dāng)然其也可能還會經(jīng)過漫長的時(shí)間后再次返回，但那也要是數(shù)百萬年之后的事了！

近期 C/2022 E3 (ZTF) 彗星在夜空中的位置圖（Credit: starwalk）

-- 本文作者編輯：逺才老師

-- 參考資料：ESA: Curious comet’s rare close approach, 有趣天文奇觀, wikipedia