图解太阳系小天体（10）

文/ 叶楠

不速之客

一般认为短周期彗星的发源地为柯伊伯带及其附近区域，长周期或非周期彗星则发源于太阳系最遥远的区域——奥尔特云。奥尔特云距离太阳最近约2000至5000天文单位，最远超过10万天文单位，或者说接近2光年，这一距离约是太阳至比邻星距离的一半。通过对彗星的研究表明，奥尔特云天体主要由水冰、甲烷、乙烷、一氧化碳等物质构成。据推测，奥尔特云是由46亿年前太阳系形成早期原行星盘残余物质构成。由于奥尔特云距离太阳较远，受太阳引力约束较小，很容易受到邻近恒星和整个银河系引力的扰动。这些扰动不时将奥尔特云中的某些天体拖离原轨道，进入内太阳系，成为一颗彗星。在大行星或太阳的引力作用下，每次回归它们的轨道都会发生改变。与短周期彗星不同，这类彗星一般只有在进入内太阳系之后才能被我们发现。不过这也为我们带来了许多惊喜，历史上著名的大彗星大都来源于此。与此同时，随着观测技术的不断发展，进入21世纪以来，人类已经有能力发现那些来自于太阳系以外的天体。下面我们来欣赏一下最近数十年来出现过的或惊艳或神秘的“不速之客”。

池谷-关彗星

1965年9月18日，日本天文学家池谷薰和关勉相继在15分钟内独立发现了这颗亮度只有8等的彗星。同年10月21日的白天，池谷-关彗星通过近日点，在距离太阳很近的位置上熠熠生辉肉眼可见，据估计彗星亮度达到了-10等，相当于上弦月的亮度，甚至被称为千年来最亮的彗星。在距离太阳表面约45万千米处通过近日点后，池谷-关彗星碎裂成了3块。此次回归后，池谷-关彗星的远日点达到207天文单位，轨道周期约1056年。图为1965年10月下旬，出现在凌晨天空的池谷-关彗星。

威斯特彗星

威斯特彗星是一颗非周期彗星，欧洲南方天文台天文学家威斯特于1975年11月通过照相技术首先发现了它。1976年2月25日，威斯特彗星通过近日点，最近时与太阳角距离只有6.4度，彗星的目视星等最亮达到了-3等。它还被称为20世纪最漂亮的彗星，这主要得益于它呈扇形的巨大彗尾，整个彗尾长度能够覆盖35度的天空。后期研究发现，威斯特彗星同池谷-关彗星一样，在近日点附近也发生了破碎。威斯特彗星的轨道非常接近抛物线形状，远日点约1.1光年，轨道周期达到百万年以上。

百武彗星

百武彗星的全称应该是百武二号彗星，因为这是发现者百武裕司发现的第二颗彗星。不过由于这颗彗星名气更大，通常直接用百武彗星的名字来指代它。这颗彗星于1996年3月过近地点，最近时约3.5倍日地距离。从当年2月初至3月底，百武彗星的亮度从10等猛增至0等，足足增加了1万倍。3月25日，百武彗星的彗核发生了分裂。随后伦琴X射线天文卫星还首次发现了来自彗星的X射线辐射。天文学家还通过对百武彗星上氢和氘的比例计算，推断出地球形成时期水源来自于彗星的可能性。百武彗星远日点约3400天文单位，轨道周期约17000年。图为百武彗星过近地点时，细长的彗尾横跨半个天空。

海尔-波普彗星

1995年7月，美国天文爱好者艾伦·海尔和托马斯·波普分别独立发现了这颗彗星。当时彗星位于木星轨道以外，是天文爱好者发现的距离太阳最远的彗星。据估计海尔-波普彗星的彗核直径达40千米，是彗星中的巨无霸。如果将哈雷彗星和它放在同一个距离上，海尔-波普彗星将比哈雷彗星亮1000倍。海尔-波普彗星最亮时达到-1.4等，最壮观的是它非常清晰明亮的两条彗尾——白色的尘埃彗尾和蓝色的离子彗尾。海尔-波普彗星远日点约363天文单位，轨道周期约2500年。

麦克诺特彗星

麦克诺特彗星是半个多世纪以来第二亮的彗星，仅次于池谷-关彗星。麦克诺特彗星在2006年8月发现时亮度只有17等，至12月初亮度增加至9等，2007年1月5日过近日点时亮度达到-6等。通过近日点后，它的尘埃彗尾呈现出非常特别的扇形，与之前的威斯特彗星类似。巨大的彗尾横亘天际，不仅如此，尤利西斯号太阳探测器正好穿越了彗尾，而且耗时18天。与之对比，“尤利西斯号”穿越百武彗星彗尾只用了2.5天。此次回归后，麦克诺特彗星的轨道半长径从之前的33000天文单位缩短到现在的2000天文单位，轨道周期约93000年。

ISON彗星

2012年9月，来自俄罗斯和白俄罗斯的两名天文学家利用国际科学光学监测网（ISON）发现了这颗彗星。根据当时彗星轨道计算，ISON彗星将于2013年11月28日距离太阳表面大约110万千米处掠过。在这个距离上，天文学家估计它的最大亮度将可能达到-14等，这意味着它不仅会超过池谷-关彗星的亮度，也会超过满月的亮度，成为百年来最明亮的彗星。从发现之后到过近日点这一年时间里，全球无数天文学家和天文爱好者一直持续不断关注着这颗彗星，都在期待见证历史的那一刻。但是ISON彗星并没有能够承受住太阳的高温，在通过近日点时解体了。图为进入近日点之前的ISON彗星。

洛夫乔伊彗星

这颗彗星是澳大利亚天文爱好者特里·洛夫乔伊独立发现的第三颗彗星，发现于2011年11月。2011年12月16日，彗星在距离太阳表面仅仅14万千米处掠过，但令人惊诧的是，这颗彗核直径只有500米的彗星竟然安然通过了近日点，当然通过后它的直径缩小到大约只有不到100米。在此过程中，洛夫乔伊彗星最大亮度达到了-4等，和金星差不多。图为荷兰航天员安德烈·库伊佩尔斯在国际空间站上拍摄到的洛夫乔伊彗星。

新智彗星

2020年3月，新智彗星由广域红外巡天探测卫星（WISE）在执行近地天体观测（NEOWISE）任务期间发现，故以NEOWISE（新智）命名。2020上半年一度出现过两颗被给予厚望能够爆发出巨大亮度的彗星C/2019 Y4和C/2020 F8，但是由于在接近太阳时两颗彗星的彗核都出现了分裂，亮度骤降。新智彗星此时异军突起，安全通过近日点后，成为21世纪以来在北半球能够观测到的最亮的彗星。2020年7月上旬，彗星亮度达到0等。图为笔者当时拍摄到的新智慧星，这也是笔者第一次看到裸眼可见彗尾的彗星。新智彗星的离心率接近1，发源自遥远的奥尔特云。此次回归后轨道远日点为715天文单位，轨道周期约6770年。

鲍里索夫

图中的天体看上去很像是一颗彗星，不过一般的彗星都是绿色的，而照片中的天体却是蓝色的，特殊的颜色预示着这不是一颗普通的天体。这是人类发现的第二颗星际天体，也是人类发现的第一颗星际彗星，它的正式编号为2I/鲍里索夫。乌克兰天文爱好者鲍里索夫于2019年8月发现了它，并迅速成为了整个天文圈关注的对象。哈勃空间望远镜的观测发现，在彗核周围布满了大量尘埃，但由于距离遥远，我们无法看清彗核的表面细节。鲍里索夫以每秒49千米的速度掠过近日点，之后向着太阳系以外继续飞去。

奥陌陌

2017年10月，泛星计划发现了这颗速度极快的小天体，并用夏威夷当地的土语命名，意为“第一位来自远方的使者”。当它飞过近日点时速度达到了惊人的每秒87.3千米，这远远超出了太阳系内小天体的掠日速度。它长约400米，宽约40米，这一长宽比也比任何已知的太阳系内天体都要大许多。图为奥陌陌的艺术想象图，其表面呈现出淡淡的红色，周围没有发现任何尘埃，它的密度很大，很可能由岩石或某种金属构成。种种迹象表明，奥陌陌都是一颗来自于太阳系以外的小天体。它的正式编号为1I/2017 U1，I代表星际天体，1代表是人类发现的第一颗。离开太阳附近以后，奥陌陌继续高速向着飞马座方向飞去，不会再回来。

这些来自外太阳系甚至来自太阳系以外的天体为我们带来了最精彩的星空盛宴。人类历史上曾经出现过的大彗星大都属于此类，包括池谷-关彗星、ISON彗星、洛夫乔伊彗星等这类掠日彗星往往能够成为彗星中最惊艳的存在，但一不留神也会彻底葬身在太阳的表面。而奥陌陌和鲍里索夫这类星际天体的发现为我们探索太阳系以外的世界提供了最为直接的素材，未来人类必将会去对星际天体进行近距离探测甚至采样研究，那时我们将知道其他恒星系统的天体物质构成究竟是什么样子。

太阳系小天体有着丰富的类型和更广泛的分布，它们能为我们带来的信息甚至远超对大行星进行的研究。有些小天体还保有太阳系诞生早期的信息，有些能为我们带来遥远的奥尔特云的信息，甚至是其他恒星系统的信息。