NASA 的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡新近確認(rèn)了天文學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的最大彗星彗核，這顆彗星名為“伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星（C / 2014 UN271）”，直徑預(yù)估約為 128.75 公里（80 英里），相當(dāng)于北京到天津的距離。這樣的彗核大約是大多數(shù)已知彗星彗核的 50 倍大。它的質(zhì)量估計(jì)高達(dá)驚人的 500 萬億噸，比在離太陽更近的地方發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典型彗星的質(zhì)量大十萬倍。
▲ 圖 1 為伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星彗核是如何從圍繞固體冰核的巨大塵埃和氣體中分離出來的。左邊是 2022 年 1 月 8 日 NASA 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的廣角相機(jī) 3 拍攝的彗星照片。通過擬合左側(cè)觀察圖像的表面亮度分布，獲得了彗差（中間面板）模型。這使得彗差可以被減去，從而揭示出來自彗核的點(diǎn)狀輝光。結(jié)合射電望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家對彗核的大小進(jìn)行了精確測量。這在大約 20 億英里之外的地方是一個(gè)不小的壯舉。盡管據(jù)估計(jì)，這個(gè)彗核的直徑可達(dá) 85 英里，但它離我們太遠(yuǎn)了，哈勃無法分辨。它的大小是由哈勃望遠(yuǎn)鏡測量的反射率得出的。彗核據(jù)估計(jì)像木炭一樣黑。彗核區(qū)域是通過無線電觀測收集到的。
伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星軌道周期長達(dá) 300 萬年，遠(yuǎn)日點(diǎn)距離太陽約半光年。這顆彗星現(xiàn)在距離太陽不到 20 億英里，幾乎垂直于我們太陽系的平面。在那個(gè)距離，表面溫度只有-175.5 攝氏度左右，但是這樣的溫度足以讓一氧化碳從彗核表面升華以產(chǎn)生類似塵土飛揚(yáng)的效果。
早在 2010 年 11 月，這顆彗星就被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)距離太陽 30 個(gè)天文單位，幾乎與海王星的軌道一樣遠(yuǎn)，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)最遠(yuǎn)的一顆彗星，它將在 2031 年 1 月到達(dá)近日點(diǎn)，屆時(shí)距離太陽 10.9 天文單位（位置在土星軌道外側(cè)），因此即使抵達(dá)近日點(diǎn)，它也會距離我們地球很遠(yuǎn)。
▲ 圖 2 這張圖比較了伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星彗核和其他幾顆彗星彗核的大小。目前觀測到的大多數(shù)彗星核都比哈雷彗星小。它們通常直徑不超過一英里。伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星目前是大彗星的記錄保持者。而且，這可能只是冰山一角。隨著天空觀測靈敏度的提高，天文學(xué)家可能會發(fā)現(xiàn)更多的超級彗星。
測量這顆彗星的挑戰(zhàn)是如何將固體的彗核與包圍它的塵埃形成的彗發(fā)區(qū)分開。這顆彗星目前距離太遠(yuǎn)，哈勃望遠(yuǎn)鏡無法分辨出它的核心。相反，哈勃的數(shù)據(jù)顯示在彗核位置有一個(gè)明亮的尖峰。科學(xué)家團(tuán)隊(duì)后來建立了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型，調(diào)整它以適應(yīng)哈勃的圖像。然后減去彗發(fā)的輝光，最終測算出彗核的實(shí)際大小。
科學(xué)家將彗核的亮度與智利阿塔卡馬大型毫米 / 亞毫米陣列（ALMA）早期的無線電觀測結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)這顆彗星彗核表面比之前認(rèn)為的更暗，比煤還黑。這顆彗星已經(jīng)向太陽飛行了超過 100 萬年，它被認(rèn)為來自科學(xué)家假設(shè)的太陽系數(shù)萬億彗星的發(fā)源地-奧爾特云。奧爾特云里的彗星一開始并不是在離太陽這么遠(yuǎn)的地方形成的。相反，數(shù)十億年前，當(dāng)木星和土星的軌道仍在演化時(shí)，它們被巨大的外行星（木星土星等）之間的引力“彈球游戲”拋到了太陽系邊緣。在那以后，遙遠(yuǎn)的彗星只有在其遙遠(yuǎn)的軌道被經(jīng)過的恒星的引力拖拽時(shí)才會返回太陽系內(nèi)部，就像從樹上搖動蘋果一樣。
伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星為奧爾特云中彗星的大小分布及其總質(zhì)量提供了寶貴的線索。奧爾特云的質(zhì)量估計(jì)差異很大，高達(dá)地球質(zhì)量的 20 倍。
此前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)彗核最大的彗星為 C / 2002 VQ94，其核心直徑估計(jì)為 96 公里（60 英里），它是由林肯近地小行星研究 （LINEAR） 項(xiàng)目于 2002 年發(fā)現(xiàn)的。
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