9月份,有天文爱好者已经陆续观测到 2024 年最值得期待的彗星C/2023 A3(Tsuchinshan-ATLAS)啦! 进入十月之后,这颗彗星越来越亮,亮度已经超过0等了。10月12日,这颗彗星将迎来其最接近地球的时刻。在日落后西方的低空,我们可以肉眼看到这颗和金星一样明亮的彗星。

彗星是什么天体?和流星、陨石是一回事吗?彗星亮度的“等”是什么意思?怎么测出来的?彗星什么情况下会爆发?会对地球有影响吗?普通爱好者如何观测彗星?针对以上疑问,科普中国特邀中国科学院上海天文台研究员闫震老师,为公众解读彗星的奥秘。

问:彗星、流星、陨石是一回事吗?怎么区分呢?

答:彗星是太阳系形成时遗留下来的残骸,由尘埃、岩石冰块组成,就像一个“脏雪球”,它们的大小从几千米到上百千米不等。在遥远的太阳系边缘,可能存在着几十亿颗大小不一的彗星。偶尔,某一颗彗星受到的引力发生了变化,运动轨道发生了改变。当它运行到接近太阳的地方时(近日点附近),由于太阳的照射,它们会受热并释放出气体和尘埃,这些物质反射太阳光,形成一个发光的头部,还会形成一条长达数百万千米的尾巴,称为彗尾。因此在古代中国,彗星被俗称为扫帚星,《说文解字》中关于“彗”字的解释是“掃竹也”,就是竹做的扫帚。

流星是星际空间中的尘埃碎屑落入地球大气产生的,如果它们没有在大气中燃烧殆尽落到地面上就称为陨石。有一部分流星来自漂浮在太空中的小行星,而大部分来自彗星的尾巴撒落的碎屑,刚好有一部分分布在地球公转的轨道上,于是当地球经过这里时,我们就能看到流星雨。比如宝瓶座η流星雨就是著名哈雷彗星残留的碎屑,狮子座流星雨是坦普尔-塔特尔彗星的尾迹残留下的。

彗星的亮度是怎么测出来的?“等”是什么?“等”的值越小,彗星亮度越大?

答:星等是天文上用来表示天体亮度的一个单位。简单来说,星等越小(甚至是负数),天体看起来就越亮;星等越大,天体看起来就越暗。比如太阳的星等大约-27等,月亮的星等大约-13等。而且星等和亮度之间是对数关系,比如1等星比2等星亮大约2.5倍微信图片_20241011165256.png,比3等星亮大约6.3倍,比6等星亮100倍。

有一些恒星比较明亮,而且亮度很稳定,天文学家已经非常精确地测量了它们的星等,这些恒星被称为参考星标准星。测量一个新天体的星等,通常是利用望远镜拍摄一幅图片,把它的亮度和附近参考星的亮度比较,进而确定它的星等。测量彗星的星等也是采用同样的办法,但是彗星和普通的恒星有一点不同,就是它不是一个点状的天体(称为点源),在图像上呈现出一团的样子,这类天体在天文上叫作弥散源,而星等测量的是天体分布的总光量。对于测量彗星的星等,通常使用散焦的办法,使得参考星看起来模糊一团,和彗星一样,进而估计彗星的星等。

问:彗星什么情况下才会爆发?爆发的彗星对地球有影响吗?

答:彗星的亮度会突然剧烈地增加,这种现象被称为彗星爆发,一般认为爆发和尘埃层中冰的升华有关,这个过程会急剧地释放大量的气体和尘埃。但是触发这种爆发的具体机制,我们还并不清楚,一种说法是太阳的辐射会产生热波,突然到达内部一些不稳定的冰层,导致了剧烈的爆发;另一种说法是彗星表面突然裂开或者尘埃层剥落,导致内部的冰层暴露在太阳辐射下,迅速升华;还有一种说法是其他小碎片的撞击引发了彗星的爆发。

由于距离遥远,这些彗星的爆发对地球没有什么影响。但是爆发产生的碎屑如果刚好撒落在地球公转轨道上,当地球穿过它们时,会出现灿烂的流星雨

问:如何寻找Tsuchinshan-ATLAS彗星

答:对于普通人来说,最简单的办法就是在手机或者平板上,利用观星的App。一些观星的APP比如Sky Tonight、Star Walk2、观星-星图Sky Guide或者天文通等。Sky Tonight和天文通,会标记Tsuchinshan-ATLAS彗星每天的位置。比如在Sky Tonight中,打开应用程序,然后点击屏幕底部的放大镜图标,输入“C/2023 A3”并点击相应搜索结果旁边的目标图标。可以显示彗星的当前位置。将您的手机指向天空,然后按照白色箭头找到它。

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C/2023 A3(Tsuchinshan-ATLAS)彗星穿过天空的路径(图片来自https://starwalk.space/zh-Hans/news/visible-comet-2024)。

问:人用肉眼看不见彗星吗?必须用相机长时间曝光?还有其他观测方法吗?观测彗星时有什么注意事项?

答:人的肉眼能够观测到的极限星等大约是6.5等小于6.5等的星星都能被人眼直接看到,当然也要取决于天气和光污染情况。由于彗星是弥散天体,彗星大约要小于3等,才能被人眼看到。但是只有少数的彗星,当它们离太阳很近时,变得非常明亮,可以被人眼直接看到,比如著名的哈雷彗星,几乎每次回归都是肉眼可见。2007年回归的麦克诺特彗星,其亮度甚至达到了-5.5等。

除了相机的长时间曝光以外,有一些夜景能力比较强的手机也是可以的。需要注意,长时间曝光需要稳定的支架,比如三脚架之类的。双筒望远镜小型的天文望远镜也是很好用的观测工具。12日彗星最靠近地球,随后的十几天里,在太阳下山以后,西方的地平线上方相对较高的位置能够观测到这颗明亮的彗星。

问:今年还有哪些彗星可以期待?

答:就在9月27日,人们新发现一颗彗星C/2024 S1 (ATLAS)。它将在10月28日达到近日点,届时它的亮度甚至可能超过C/2023 A3。之后还有一颗彗星,在今年11月底到达近日点附近,是333P/LINEAR,但是它非常暗,大概只有10等左右,肉眼肯定无法观测到,需要使用双筒望远镜或者小型天文望远镜观测。

专家闫震 中国科学院上海天文台研究员

出品科普中国x新华网

参考文献:

[1] https://www.darkmap.cn/

[2] https://cobs.si

[3] https://starwalk.space/zh-Hans/news/c2023-a3-tsuchinshan-atlas-next-comet-visible-from-earth-2024

来源: 科普中国

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