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星際訪客照亮了紅色星球的天空

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10 月 1 日至 7 日期間,當星際彗星 3I/ATLAS 接近火星時,歐空局的 ExoMars 痕量氣體軌道飛行器 (TGO) 和火星快車航天器將其儀器對準了它。

在所有歐空局航天器中,兩艘火星航天器對這位罕見訪客的觀察效果最好。 10 月 3 日,彗星最接近這顆紅色星球時,距離地球約 3000 萬公里。

兩艘航天器都使用內置攝像頭來跟踪彗星的運動。這些儀器通常設計用於從幾百到幾千公里的高度捕獲火星明亮表面的圖像,從而觀察微弱的物體。在如此遠的距離上,這是一個重大挑戰。

ExoMars TGO 使用彩色和立體表面成像系統 (CaSSIS) 成功記錄了一系列圖像。在下面的動畫中,彗星 3I/ATLAS 顯示為一個漂浮在中心附近的微弱白點。一點模糊表明彗星的中心。它由岩石核和冰核組成。被稱為昏迷的發光雲包圍。

由於彗星距離很遠,CaSSIS 無法將彗核與其彗髮分開。探測原子核本身就像試圖從地球上在月球上找到手機一樣。

然而,昏迷是清晰可見的。綿延數千公里,是在陽光使彗星變暖時形成的。氣體和塵埃被釋放出來,在核心周圍形成霧暈。

CaSSIS 無法測量彗差的全部範圍,因為它的亮度隨著距原子核的距離而迅速減弱。最終消失在背景噪音中。

通常情況下,彗髮中的氣體和塵埃會逸出,形成一條長尾巴,當彗星接近太陽時,這條尾巴可以延伸數百萬公里。尾巴比昏迷處暗得多。因此不會出現在當前圖像中。但隨著 3I/ATLAS 升溫並脫落更多冰,它可能在未來的觀測中可見。

CaSSIS 首席研究員尼克·托馬斯 (Nick Thomas) 表示:“這對儀器來說是一次非常具有挑戰性的觀測。這顆彗星比我們正常的目標暗約 10,000 到 100,000 倍。”

工作仍在繼續。

到目前為止,火星快車圖像中尚未檢測到3I/ATLAS。原因之一是火星快車只能拍攝最多 0.5 秒的圖像。 (上限),而 ExoMars TGO 可以使用五秒曝光。

研究人員正在繼續處理來自兩個航天器的數據。他們計劃結合多張火星快車圖像來增強微弱的信號。並增加發現彗星的機會

該團隊還嘗試使用 Mars Express 上的 OMEGA 和 SPICAM 光譜儀以及 ExoMars TGO 上的 NOMAD 儀器來研究彗星的光譜。目前還不確定彗髮和彗尾的亮度是否足以讓科學家確定彗星的化學成分。

在接下來的幾周和幾個月裡,研究人員將繼續分析數據,以更多地了解構成 3I/ATLAS 的材料以及它們在接近太陽時如何變化。

歐空局火星快車和ExoMars項目科學家科林·威爾遜表示:“雖然我們的火星探測器繼續為火星科學做出令人印象深刻的貢獻,但看到它們如何應對如此意外的情況尤其令人興奮。我期待看到進一步分析後數據將揭示什麼。”

難得的訪客

彗星 3I/ATLAS,起源於太陽系之外。這是繼 2017 年的 1I/’Oumuamua 和 2019 年的 2I/Borisov 之後,第三顆星際彗星。

這些彗星與彗星完全不同。太陽系中的所有行星、衛星、小行星、彗星和生命都有一個共同的起源。但星際彗星才是真正的局外人。其中包含有關遠離我們的世界形成的線索。

彗星 3I/ATLAS 於 2025 年 7 月 1 日由位於智利里約熱內盧烏爾塔多的小行星陸地撞擊最後警報系統 (ATLAS) 望遠鏡首次發現。天文學家使用地基和天基望遠鏡來跟踪它們的進展並發現有關望遠鏡的更多信息。

從它的軌跡來看,天文學家懷疑 3I/ATLAS 可能是有史以來最古老的彗星。它可能比太陽系還要老三十億年。它本身已有 46 億年的歷史

接下來怎麼辦?

下個月我們將用木星冰衛星探測器(Juice)觀測這顆彗星,儘管 Juice 距離 3I/ATLAS 的距離將比上週我們的火星軌道更遠。但這顆彗星在最接近太陽後立即可見。這意味著它將處於更有活力的狀態。我們預計要到 2026 年 2 月才能收到 Juice 的觀察數據。請在我們的常見問題解答中了解原因。

像 3I/ATLAS 這樣的冰游牧者提供了與整個銀河系的罕見而切實的聯繫。如果真想造訪人類,就必須在更大的範圍內與宇宙建立聯繫,這就是歐空局正在準備彗星攔截任務的原因。

彗星攔截器計劃於 2029 年發射進入停車軌道。通過等待合適的目標,即來自圍繞我們太陽系的遙遠奧爾特雲的純粹彗星。還是醜陋但極具吸引力的星際物體3I/ATLAS?

彗星攔截器項目科學家 Michael Kueppers 解釋說:“當彗星攔截器在 2019 年被選中時,我們只知道一個星際物體,即 1I/’Oumuamua,它於 2017 年被發現。現在又發現了兩個這樣的物體,它們呈現出各種各樣的外觀。單次訪問可以讓我們更好地了解這些物體的性質。”

儘管我們仍然不太可能發現彗星可到達的星際物體,但攔截器是在太空中等待尋找目標的快速響應任務的首次演示。它將成為未來攔截這些神秘訪客的可能任務的先行者。

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