ESA的火星軌道探測(cè)器近期拍攝到了彗星3I/ATLAS靠近火星時(shí)的影像。這顆彗星被認(rèn)為來(lái)自太陽(yáng)系之外，年齡甚至比太陽(yáng)還要古老，是極為罕見(jiàn)的星際訪客。10月1日至7日，ESA的ExoMars痕量氣體軌道器（TGO）和Mars Express探測(cè)器針對(duì)3I/ATLAS進(jìn)行了聯(lián)合觀測(cè)。

10月3日，彗星距離火星最近時(shí)約為3000萬(wàn)公里。兩臺(tái)軌道器動(dòng)用各自的特殊相機(jī)拍攝彗星軌跡。由于這些相機(jī)通常應(yīng)用于近距離拍攝明亮的火星表面，此次遠(yuǎn)距離拍攝微弱目標(biāo)對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

ExoMars TGO使用其彩色和立體地表成像系統(tǒng)（CaSSIS）拍攝了一系列照片。在影像中，3I/ATLAS呈現(xiàn)為一個(gè)稍顯模糊的白點(diǎn)，緩慢在畫(huà)面中心下移。該區(qū)域既包含彗星堅(jiān)硬的冰巖核，也有包圍核的氣體和塵埃組成的模糊彗發(fā)（coma）。

由于距離極遠(yuǎn)，CaSSIS無(wú)法分辨彗星的核與彗發(fā)。要捕捉到直徑僅約一公里的核，難度如同在地球上試圖用肉眼看清月球上的手機(jī)。

彗發(fā)形成于彗星靠近太陽(yáng)過(guò)程中，陽(yáng)光加熱使冰核不斷釋放氣體和塵埃，形成數(shù)千公里寬的光輝包裹。彗發(fā)外部亮度急劇降低，逐漸混入背景噪聲中。彗發(fā)中的粒子會(huì)被太陽(yáng)輻射推動(dòng)，拖出數(shù)百萬(wàn)公里的彗尾。隨著彗星繼續(xù)升溫，在今后觀測(cè)中彗尾或?qū)⒏用黠@。

CaSSIS負(fù)責(zé)人Nick Thomas表示：“此次觀測(cè)對(duì)儀器來(lái)說(shuō)非常具有挑戰(zhàn)性，彗星亮度僅為我們通常觀測(cè)目標(biāo)的萬(wàn)分之一到十萬(wàn)分之一。”

值得注意的是，Mars Express拍攝的圖像由于曝光時(shí)間限制，暫時(shí)未能捕捉到彗星的身影?？茖W(xué)家正計(jì)劃疊加多張圖像以提升識(shí)別度。此外，研究人員嘗試用火星快車的OMEGA和SPICAM光譜儀，以及ExoMars TGO的NOMAD光譜儀分析彗星光譜，目前尚不確定彗發(fā)和彗尾亮度是否足以完成光譜測(cè)定。今后幾周和幾個(gè)月，科研團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入分析觀測(cè)數(shù)據(jù)，探索彗星的成分與升溫行為。

ESA火星項(xiàng)目科學(xué)家Colin Wilson表示：“我們的火星軌道器持續(xù)為火星科學(xué)做出重要貢獻(xiàn)，能參與這樣的意外觀測(cè)讓人格外興奮。期待進(jìn)一步分析后揭示更多信息?！?/p>

3I/ATLAS是有史以來(lái)觀測(cè)到的第三顆星際彗星，前兩顆分別為2017年的1I/?Oumuamua和2019年的2I/Borisov。與太陽(yáng)系內(nèi)的行星、衛(wèi)星、小天體和生命體共享共同起源不同，星際彗星完全屬于‘外來(lái)者’，它們攜帶著遠(yuǎn)古、遙遠(yuǎn)世界的誕生線索。

天文學(xué)家推測(cè)，3I/ATLAS或許是迄今被觀測(cè)到最古老的彗星，其年齡可能比太陽(yáng)系還要年長(zhǎng)30億年——太陽(yáng)系已形成約46億年。

接下來(lái)一個(gè)月，ESA還將通過(guò)木星冰月探測(cè)器（Juice）繼續(xù)觀測(cè)3I/ATLAS。雖Juice距離彗星更遠(yuǎn)，但會(huì)趕在彗星最接近太陽(yáng)、活動(dòng)最劇烈時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，預(yù)計(jì)能拍下核周明亮彗發(fā)和伸展長(zhǎng)尾的壯觀畫(huà)面。不過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)要等到2026年2月才能收到。

類似3I/ATLAS這樣的“星際游子”，讓人類與銀河更廣闊的領(lǐng)域建立了珍貴聯(lián)系。ESA正著手準(zhǔn)備2029年發(fā)射的“彗星攔截者”任務(wù)（Comet Interceptor），屆時(shí)該探測(cè)器將停留在軌道，等待目標(biāo)，包括來(lái)自?shī)W爾特云的原始彗星，或像3I/ATLAS這樣的星際天體。

彗星攔截者項(xiàng)目科學(xué)家Michael Kueppers稱：“2019年項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)，僅發(fā)現(xiàn)一顆星際天體。如今已知三顆，且外觀多樣。如果能近距離探訪，將極大推動(dòng)我們對(duì)其本質(zhì)的理解?！?/p>

雖然“攔截”星際天體的可能性仍很低，但作為空間快速響應(yīng)任務(wù)的新范例，該項(xiàng)目將為未來(lái)攔截神秘天體奠定基礎(chǔ)。

編譯自/ScitechDaily