有一批人很幸运,他们的一生中能看到两次哈雷彗星!最近一个朋友问我什么时候能看到彗星,当我说本月就可以看到几个时,他很惊讶。事实上,你可以在由日本彗星爱好者吉田诚一编撰的网站上找到即将出现的可见彗星列表,该网站提供了目前可见的彗星信息,以及未来五年每个月可见的彗星信息,本月(即2019年5月10日之后也能看到)吉田列出了四颗可观测彗星。但是没有一个亮度超过+12等(较低的亮度更亮),而且彗星只能在黑暗、晴朗的天空下用中等大小的望远镜就能看到。
的确,绝大多数周期彗星(其轨道为人所知并已多次观察到的彗星)都属于这一类。这些彗星静静地来来去去,只有热情的业余天文学家才知道,他们齐心协力地用好的双筒望远镜或天文望远镜来捕捉它们。一般来说,它们给人的印象并不深刻,即使在大型望远镜中,它们也只是一些模糊的模糊球。当然,当我的朋友问我这个问题时,我很清楚他指的是什么:他想知道我们什么时候可能会看到一颗极其明亮和/或结构奇特的彗星,也许它的尾巴会伸展到天空的四分之一甚至更多。
不幸的是,这些对象没有预先通知它们何时出现。但我可以满怀信心地说,即使在我打字的时候,至少有一颗彗星正在朝着太阳系内部移动。但它是否会在三周、三个月或三年后出现还不得而知。那么,我们看到这样一个天体展示品的机会有多大呢?稍后我们会详细讨论这个问题,但首先,让我们讨论一下怎样才能产生一颗明亮的彗星。对于那些研究这些神秘天体的人来说,一颗经过的彗星外观和亮度的不可预测性并不令人惊讶。我们所看到的取决于许多变量——彗星的轨道;彗星、地球和太阳的相对位置;以及构成彗星核心的大小和组成。
每颗彗星都是独一无二的,它的组成和位置决定了它在经过地球时是会发出耀眼的光芒,还是会熄灭。图片:NASA's Goddard Space Flight Center
彗星核心组成的尘埃、岩石物质和冰冻气体与土星环的组成相似。彗星的这部分通常只有几英里宽,在太阳的热量作用下逐渐变暖,并将气体和尘埃喷射到太空中,通常以不同的喷射方式。但是这些来自原子核的辐射通不均匀。为了预测彗星的活动,天文学家根据19世纪末观察到的许多彗星的行为,建立了彗星亮度的一般公式和模型。通常,当彗星靠近太阳时,它的活动会迅速增加;亮度通常(大致)随太阳距离的倒数四次方而变化。
换句话说,当彗星与太阳的距离减半时,它的亮度增加了16倍,即3个量级。但是彗星也有反复无常的一面,就像人类一样,它们也有各自的怪癖。彗星的外表和行为与人类的外表和行为一样千差万别;没有两个是一样的。彗星离地球的距离或许与彗星接近太阳的距离同样重要,如果不是更重要的话。一颗中等大小的彗星如果经过离地球非常近的地方,就会显得异常巨大和明亮。一个很好的例子是Hyakutake彗星,它在1996年3月接近地球,接近地球950万英里(1530万公里)。它达到了0级,并伴随着一个100度的尾巴(横跨大半个天空)。但是,
如果Hyakutake没有接近海尔-波普彗星(1.22亿英里,或1.96亿公里),它的亮度也不会超过+6级,这将使它在没有光污染的天空中处于肉眼可见的边缘。相反地,如果海尔-波普- 1997年3月处于其最佳状态-与Hyakutake擦身而过,它将会以-6级的亮度爆发,比金星还要亮三倍,而且尾巴会伸展到整个天空!说到彗尾,这个特殊的附属物可能是决定彗星能否被标记为一个真正突出物体的最重要因素。1986年1月一个寒冷的周六晚上,当时纽约市长艾德·科赫(Ed Koch)将其称为“哈雷彗星之夜”。
在所有五个区,科赫都安排了指定的地点暂时熄灭通常明亮的灯光,让他的选民有机会更好地看到这颗著名的彗星,这颗彗星位于西部夜空的低处。在长岛的琼斯海滩,大约4万人聚集在一起一睹哈雷的风采。当地的天文俱乐部为公众设立了望远镜。耐心等待看一眼长得令人难以置信,但透过目镜看过去,只看到一小块模糊的、中心像星星一样的斑块,几乎每个人都问了同样的问题:尾巴在哪里?一位不知所措的女士似乎代表了所有人的心声,她惊呼道(有点像《花生漫画》中的露西):如果彗星没有尾巴,它还有什么用?
的确,彗星可以变得明亮但没有尾巴。1983年5月伊拉斯-阿拉基-阿尔科克彗星在距离地球290万英里(470万公里)的范围内掠过,在一周内迅速掠过天空,看上去就像一个模糊的光球,大小和月球差不多。然后,2007年10月又出现了霍姆斯彗星,它在不到两天的时间里突然爆发,从+17级到+2.5级不等。用肉眼看,它更像是英仙座中的一颗新星,一颗中等亮度的黄色恒星。所以,看起来尾巴决定了一颗彗星对普通人的印象有多深刻。现在回到最初的问题:我们什么时候能看到另一颗明亮的彗星?在下表中,列出了过去50年来出现的最明亮彗星。名单上有8个,平均每6.25年就有一个。
当然,它们并不是每隔6.25年出现一次。例如1970年,贝内特彗星在3月底和4月初上演了一场壮观的表演,随后在5月,一颗罕见的掠日彗星怀特-奥尔蒂斯-博莱利也出现了。相比之下,另一颗掠日彗星洛夫乔伊彗星(Lovejoy)照亮了2011年圣诞节的天空。将近八年过去了,我们仍然在等待另一颗明亮的彗星出现。那些上了一定年纪的人可能还记得科霍泰克被大肆宣传为可能的“世纪彗星”。虽然它在经过近日点(离太阳最近的地方)时短暂地变得非常明亮,但当时只有天空实验室空间站上的宇航员才能看到它。
然而,对于地面上的人来说,彗星在接近太阳和进入太空时都非常暗淡。许多人把科霍泰克彗星称为“本世纪最大的失败”。怀特-奥尔蒂兹-博莱利彗星、麦克诺特彗星和洛夫乔伊彗星在南半球处于最佳状态;自从海尔-波普彗星在1997年,也就是22年前被发现以来,北半球就没有出现过真正质量优良、明亮的彗星。彗星观察者John E. Bortle说:可能有很长一段时间没有观测到任何壮观的彗星,但这并不意味着绝对没有发生过彗星。在幽灵出现的情况下,随机选择有时确实是非常残酷的,有时候,彗星就是这样。
博科园-科学科普|文:Joe Rao/space(美国纽约海登天文馆讲师)
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