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哈勃望远镜意外捕捉到一颗正在分裂的彗星，这是科学家们多年来一直试图观测的事件。（彗星示意图。）图片来源：美国国家航空航天局

幸运的是，哈勃望远镜观测到一颗彗星几乎实时分裂。这一罕见的观测让科学家得以前所未有地了解太阳系中一颗古老的冰质残余物内部。

极为幸运的是，美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜实时观测到了一颗彗星正在解体。哈勃在恰当时刻捕捉到此类事件的概率极低。这一发现发表在《伊卡洛斯》期刊上。

这颗彗星的正式名称为C2025K1（ATLAS）——不要与星际彗星3IATLAS混淆——甚至不是观测活动的最初目标。

有时候最好的科学发现是偶然发生的，阿拉巴马州奥本大学物理系研究教授、联合研究员约翰努南说。我们观测到这颗彗星是因为在我们获得研究项目后，原计划观测的彗星由于一些新的技术限制无法观测了。我们不得不寻找一个新目标——而就在我们观测它的时候，它恰好分裂了，这是极其罕见的情况。

这组哈勃太空望远镜拍摄的正在碎裂的彗星C2025K1（ATLAS，简称K1）的图像，是在连续三天内拍摄的。美国国家航空航天局（NASA）、欧洲空间局（ESA）、D博德维茨（奥本大学）提供。图像处理：J德帕斯夸莱（空间望远镜科学研究所）

科学家发现彗星已经分裂

努南是在第二天查看哈勃望远镜的图像后才发现这次分裂的。我在初步查看数据时，发现那些图像里有四颗彗星，而我们原本只计划观察一颗，努南说，所以我们知道这真的非常特别。

研究人员多年来一直希望用哈勃望远镜捕捉彗星碎裂的画面。他们提交了多份旨在观测此类事件的提案，但时机把握极其困难，之前的尝试从未成功。

具有讽刺意味的是，我们现在正在研究一颗普通的彗星，它却在我们眼前瓦解了，首席研究员丹尼斯博德维茨说，他同时也是奥本大学物理系的教授。

博德维茨说：彗星是太阳系形成时代的残留物，因此它们由‘古老物质’构成——即形成我们太阳系的原始材料。但它们并非原始状态——它们曾被加热，受到过太阳和宇宙射线的辐射。因此，当研究彗星的成分时，我们一直存在的问题是：‘这是其原始属性，还是演化的结果？’通过‘打开’彗星，你可以看到未被加工过的古老物质。

哈勃望远镜意外捕捉到彗星破裂

哈勃望远镜发现多块彗星碎片

哈勃望远镜观测到K1分裂成至少四个独立的碎片。每个碎片都有自己的彗发——围绕彗星冰核的发光气体和尘埃云。哈勃望远镜的清晰图像能清楚地分辨这些碎片，而地面望远镜只能看到难以区分的微弱亮点。

观测是在K1到达近日点（即它距离太阳最近的点）约一个月后进行的。在近日点时，这颗彗星运行到了水星轨道内侧，距离太阳大约是地球到太阳距离的三分之一。这个阶段会让彗星受到极端的加热和压力，像K1这样的长周期彗星往往会在之后不久开始解体。

分裂前，K1彗星的大小可能略大于普通彗星，直径约5英里。科学家估计，分裂过程始于哈勃望远镜观测到它的大约八天前。该望远镜拍摄了三次20秒的曝光图像。在观测期间，其中一个较小的碎片也发生了分裂。

这幅图展示了长周期彗星C2025K1（ATLAS，简称K1）掠过太阳并开始离开太阳系的轨迹。哈勃曾拍摄到这颗正在碎裂的彗星的嵌入图像。拍摄这张图像时，距离K1最接近太阳（称为近日点）仅一个月。彗星在近日点会经历最强烈的加热和最大的应力。刚过近日点时，像K1这样的一些长周期彗星往往会解体。K1的近日点位于水星轨道内侧，距离太阳约为地球与太阳距离的三分之一。这是哈勃首次在彗星解体过程如此早期的阶段观测到此类现象。图片来源：NASA、ESA、R.Crawford（STScI）

关于彗星亮度的一个谜团

因为哈勃望远镜能分辨极其精细的细节，研究人员得以追溯碎片的轨迹，确定它们何时还是一个单一物体。这帮助团队重建了分裂的时间线。在此过程中，他们遇到了一个意想不到的谜团。为什么彗星分裂后需要一段时间才变亮？一旦新鲜的冰暴露出来，科学家们原本预计彗星几乎会立即变亮。

研究人员有几种可能的解释。彗星的大部分亮度来自阳光反射在尘埃粒子上。然而，当彗星首次裂开时，它暴露的是新鲜的冰而非尘埃。一种可能性是，在冰上需要形成一层干燥的尘埃层，然后才能被吹走。另一种理论认为，热量缓慢渗透到表面之下，逐渐积累压力，直到喷射出一团膨胀的尘埃云。

哈勃望远镜以前从未在彗星实际解体后这么短的时间内捕捉到碎裂的彗星。大多数情况下，都是在几周到一个月后才观测到。而这次，我们在几天后就看到了，努南说。这告诉我们关于彗星表面发生的物理过程的一些非常重要的信息。我们可能正在观测形成一层足够厚的尘埃层所需的时间尺度，这层尘埃随后会被气体喷发出。

奇妙的化学与单程旅程

科学家们正在持续研究这颗彗星释放的气体。早期的地面观测已经显示K1彗星具有不寻常的化学成分。与大多数彗星相比，它似乎含有少得多的碳。利用哈勃望远镜的STIS（空间望远镜成像光谱仪）和COS（宇宙起源光谱仪）进行的额外光谱观测，可能会揭示更多关于这颗彗星构成的信息，并为了解早期太阳系提供线索。

K1目前是一个漂浮的碎片集合，位于双鱼座星座中，距离地球约2.5亿英里。它正远离太阳系，不太可能再回来。

哈勃望远镜的长久发现遗产

哈勃太空望远镜已运行超过30年，持续产出新发现，加深科学家对宇宙的理解。哈勃是美国国家航空航天局（NASA）与欧洲空间局（ESA）的联合项目。美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该任务和望远镜的运行，丹佛的洛克希德马丁太空公司提供额外支持。位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所由大学天文研究协会运营，为美国国家航空航天局监督哈勃的科学运作。

相关知识

彗星是太阳系中的一类小天体，主要由冰、尘埃和岩石构成。当它靠近太阳时，表面的冰受热升华，形成包裹核心的彗发，太阳风与辐射压力推动气体和尘埃，形成明亮的彗尾，因此常被称为扫帚星。它的轨道多为扁长椭圆，周期从数年到数百年不等。

BY: ESA/Hubble

FY: AI

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