宇宙出現自帶毒氣的奇特星際彗星:零下251度

鮑里索夫彗星(2I/Borisov)是一顆來自太陽系以外的星際彗星。觀測結果顯示,這顆彗星被一團有毒氣體包裹,而這些氣體是在已知最冷的環境中形成的。

美國國家航空航天局(NASA)戈達德太空飛行中心的研究人員認為,鮑里索夫彗星很可能是在其起源的恆星系統——克魯格60(Kruger 60)——的外圍形成的。該區域的溫度可能低至驚人的零下251攝氏度,足以讓一氧化碳(CO)凍結。

NASA的科學家表示,鮑里索夫彗星具有長達十多萬公里的彗發,即圍繞在慧核周圍的模糊雲狀物,其中含有水和異常豐富的一氧化碳。當該彗星穿越宇宙時,星際空間的低溫會將其化學物質保存數百萬年甚至數十億年。

當鮑里索夫彗星到達距太陽約3億公里的範圍內時,溫度的上升將最終導致冰蒸發,使彗發縮小。

據估計,鮑里索夫彗星的一氧化碳含量是太陽系彗星平均含量的26倍。NASA的研究人員表示,這意味着在該彗星誕生的地方,揮發性化合物很可能被低溫凍結在其核心。「這是我們第一次觀察一顆來自太陽系以外的彗星內部,」NASA戈達德太空飛行中心的馬丁·科迪納(Martin Cordiner)博士說,「它與我們之前見過的大多數彗星都有顯著的不同。」

彗星大部分時間都在距離恆星很遠的地方。與行星不同的是,它們的內部成分由於低溫的緣故,幾乎不會隨時間變化。這項新發現發表在近期的《自然-天文學》(Nature Astronomy)雜誌上,可能會為包括太陽系在內的恆星系統的演化提供新的線索。

研究人員根據智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)望遠鏡捕捉到了鮑里索夫彗星留下的氣體軌跡圖像。他們檢測到了正常數量的氰化氫(HCN),這是彗星中存在的另一種分子,但一氧化碳的讀數讓天文學家感到驚訝。

研究作者之一斯蒂芬妮·米爾拉姆(Stefanie Millam)博士表示,該彗星肯定是由「富含一氧化碳冰」的物質形成的,而這種物質只存在於宇宙中最低的溫度下。鮑里索夫彗星的慧核寬度超過0.7公里,其慧尾長度將近16萬公里,相當於地球周長的14倍。

此前的研究表明,該彗星來自一個名為「克魯格60」的雙星系統,該系統距離地球約13光年。科學家推測,鮑里索夫彗星可能是由於與原恆星系統中的一顆行星發生了近距離碰撞而被拋入了星際空間。研究作者之一、美國國家射電天文台的安東尼·雷米詹(Anthony Remijan)博士表示,ALMA望遠鏡正在改變我們對彗星性質及其構成的認識。

他說:「正是因為ALMA對亞毫米波的敏感度達到了前所未有的水平,我們才能夠描述出這種獨特天體所釋放氣體的特徵。」

一氧化碳是太空中最常見的分子之一,大多數彗星都含有一氧化碳,但每顆彗星的一氧化碳含量各不相同。這可能與彗星在太陽系中形成的位置有關,也可能與彗星軌道有關,當距離太陽更近時,會有更多的冰蒸發。

科迪納博士說:「如果我們觀察到的氣體反映了鮑里索夫彗星誕生地的成分,那麼這就表明它可能是在一個遙遠行星系統的外部區域,在極其寒冷的環境中以不同於太陽系彗星的方式形成的。」

鮑里索夫彗星也是繼2017年發現的奧陌陌(Oumuamua)之後,太陽系中發現的第二顆星際天體。2017年,當人們發現奧陌陌時,它已經在逐漸消失,因此科學家很難獲得更多的細節,對於它是一顆彗星、小行星還是其他什麼物體,現在還沒有定論。

在鮑里索夫彗星周圍,科學家發現了活躍的氣體和塵埃,這使它成為第一顆被確認的星際彗星。據NASA的研究小組稱,在觀測到其他彗星之前,我們很難輕易地解釋鮑里索夫彗星不尋常的物質組成,這帶來了更多的問題,而不是答案。

「鮑里索夫彗星讓我們第一次看到了形成另一個行星系統的化學物質,」米爾拉姆博士說,「但只有當我們能夠將這個天體與其他星際彗星進行比較時,我們才能知道它是否是一個特例,或者是否每個星際天體都具有異常高的一氧化碳含量。」

另一個研究團隊也在《自然-天文學》雜誌上發表了一篇論文,基於哈勃太空望遠鏡(HST)的觀測結果,證實鮑里索夫彗星的一氧化碳含量是水含量的0.7到1.7倍,這使得它愈加獨特。

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