“化石”彗星月底飞越太阳：肉眼可直接观测

ISON彗星与太阳擦肩而过时也将会出现这样的场景。这张图片由太阳和太阳风层探测器(即SOHO卫星)上的大视角分光日冕仪(LASCO)拍摄于2004年，显示的是布雷德菲尔德彗星。自1996年以来，SOHO卫星已经发现了超过2000颗彗星。

模拟彗星。在计算机的帮助下，研究者可以计算出彗星尘埃彗尾的形成。该图是2013年10月16日的模拟结果。

ISON彗星正在接近太阳，为此，一个结合了地面望远镜、空间探测器和太空望远镜的国际观测项目正在紧锣密鼓地进行，并已经获得了一些初步的发现。现在这颗彗星已经进入了日地关系天文台(STEREO)的视野之内。日地关系天文台包括了两颗太阳探测卫星，可以对太阳进行立体的观测，并探测太阳对周围太空的影响。位于德国卡特伦堡-林道的马克斯·普朗克太阳系研究所参与了相关的研究。

在几周之前，ISON彗星刚刚经过火星，现在正开始其飞向太阳的最后阶段。在11月28日，ISON彗星将与太阳“擦肩而过”，其最近距离只有100万公里多一点。之后几天，这颗彗星将越过太阳，形成一个壮丽的景观；而在这段时间内，地球上的人们将可以用肉眼直接看到它。

马克斯·普朗克太阳系研究所负责ISON彗星活动研究的彗星学家赫尔曼·伯恩哈特(Hermann Böhnhardt)说：“ISON结合了两个重要的特征，让彗星研究者感到非常幸运。”首先，ISON彗星将非常靠近太阳。届时彗星表面的温度将达到2000开氏度(约合1727摄氏度)以上，彗星中的金属和其他物质将会汽化。现在，望远镜还无法对彗星内部进行探测，因此对其了解也很有限。

其次，在ISON彗星于一年前被发现的时候，它已经十分明亮，这一点很让人惊奇。不过，近几个月来的观测却有些辜负人们的预期，彗星的亮度并没有如天文学家原先认为的有所增强。尽管如此，最近的预测仍认为，ISON彗星依然是一个难得的、易于观测并且很值得探索的物体。

目前，地面和太空望远镜都已经获得了ISON彗星的清晰图像。此外，有许多迹象表明，该彗星很可能正第一次向着太阳系内部前进。ISON彗星形成于数十亿年前，大部分时间都处在远离地球的宇宙深处，其轨道延伸的距离非常长。这也是令人庆幸的一点，伯恩哈特说：“这些所谓非周期性的彗星还保留着从太阳系诞生以来的，未受污染的最初信息。”

ISON可以说是太阳系行星系统诞生以来的一颗彗星“化石”，它甚至比著名的哈雷彗星还更有研究意义。哈雷彗星的椭圆形轨道明显小了很多，而且会周期性地靠近太阳。由于内行星(水星、金星、地球和火星)受到太阳影响，会逐渐发生变化，形成缺乏气体和水的固体星球，因此科学家认为，在太阳系边缘这些彗星的冰核中，可能保留着有关太阳系形成时的最初信息。

最新的观测结果显示，ISON彗星具有一个更加特别的性质：它的旋转轴看起来似乎正指向太阳。在向着太阳接近的过程中，彗星的一侧永远背对着火热、沸腾的目的地。只有在11月末，ISON的轨道开始出现更明显的弯曲时，这一侧才会被加热。

马克斯·普朗克太阳系研究所的科学家还希望找出ISON彗星原始物质的有机组成。甲烷、氨和甲醛等是组成彗星矿物质和有机物质的主要有机分子。因此，许多研究者提出假说，认为彗星的撞击有可能将这些分子带到了地球，并成为生命形成、发展的基石。

在彗星靠近太阳的过程中，挥发性有机物质将会汽化，或与尘埃颗粒一起发散到太空中。只有对慧发(coma，环绕在彗核周围的云状物)的精细观测才能获得对其内部结构的确切结论。明年一月份的时候，马克斯·普朗克太阳系研究所的科学家希望借助夏威夷莫纳克亚山的望远镜进行一次这样的观测。伯恩哈特解释道：“在慧发反射到太空的光线中，存在着有机分子的特征性‘指纹’。”如果能够对其频谱成分进行分析，那就可以探测到这些分子。

伯恩哈特对这些有机分子的混合比例也很感兴趣，他说：“我们可以假设，这些分子的比例取决于彗星形成的地点。”如果可以对几颗来源非常不同的彗星进行类似的分析，获取其分子组成信息，那研究者就可以重建这些物质在早期太阳系中的分布情况。

目前，马克斯·普朗克太阳系研究所已经将注意力转向ISON彗尾的特征和未来变化上。在近日由土耳其国家天文台拍摄的图片上，清晰地显示出彗核被均质的气体和尘埃所包裹着。

马克斯·普朗克太阳系研究所的研究者让·巴蒂斯特·文森特(Jean-Baptiste Vincent)解释道：“如果在彗星表面发生突然的气体和尘埃颗粒喷发，或者只有很小的一片区域是长期活跃的，我们都可以在对这些图片的分析中看出来。”他在计算中以同样的平均值降低了每个位置上慧发的亮度，使彗星的结构得以呈现，同时也使科学家得以了解彗星在何时、何地会发散出尘埃。

不过到目前为止，对于ISON彗星，这些计算还没有能够得出任何结构。文森特说：“唯一了解到的，是彗星朝向太阳的一侧表现得比暗的一侧更加活跃。”一个解释是，彗星整个表面气体和尘埃的汽化是均匀的。由于ISON彗星有可能从来没有受到过太阳的影响，因此它可能仍然被最初的“冰毯”所包裹。相比之下，那些周期性光顾内太阳系的彗星则完全不同：通常只有一小部分表面会活跃地产生尘埃。

研究者还能够从图像中获取尘埃颗粒的体积和速度信息——尽管只能是间接地。文森特解释道：“在计算机上，我们计算出在不同时间点上，彗星的尘埃彗尾看起来会是什么样的形态。要获得这些结果，我们需要改变某些特定的参数，如尘埃颗粒的体积和速度，直到获得的图片看起来与拍摄到的图片看起来相差无几。”科学家将利用这些数据，计算出未来几周内ISON彗星的彗尾会呈现出怎样的形态。

在ISON彗星越过太阳的几天内，科学家预计，彗星的彗尾将大面积发散，届时肉眼可以清晰可见。赫尔曼·伯恩哈特指出：“条件是ISON能够从与太阳的‘擦肩而过’中幸存下来。”在太阳的引力和热辐射作用下，彗星有可能会瓦解。对许多业余天文学家来说，这是个令人失望的消息。许多人对ISON的到访期待已久，甚至称其为“世纪彗星”。不过，对日地关系天文台(STEREO)和太阳和太阳风层探测器(SOHO卫星)来说，ISON飞掠过太阳的整个过程刚好处在观测的最佳视角中，这些探测器有望对彗星的核心部分进行更加精细的观测。(任天)