2I/鮑裡索夫彗星

2I/鮑裡索夫，最初命名為C/2019 Q4 (Borisov)，是第一顆被觀測到的，也是繼斥候星之後第二顆被觀測的星際天體。它是由克里米亞業餘天文學家和望遠鏡製造商於2019年8月29日UTC發現的。2I/鮑裡索夫彗星的日心軌道離心率為3.36，是顆不受太陽束縛的彗星。這顆彗星於2019年10月底穿過太陽系的黃道，並於2019年12月8日以約的距離接近太陽。這顆彗星於2019年12月28日最接近地球。2019年11月，耶魯大學的天文學家說，這顆彗星的尾巴長度是地球直徑的14倍，並表示：「意識到地球在另一個太陽系的訪客旁邊是多麼小，真是令人羞愧。」。2020年3月中旬，觀測到這顆彗星碎裂，後來在4月，報告了更多碎裂的證據。命名法.這顆彗星被國際天文學聯合會正式命名為「2I/Borisov」，帶有「2I」或「2I/2019 Q4」是它的臨時名字，「鮑裡索夫」是它的正式名字。但有時只被稱為「鮑裡索夫彗星」，特別是在大眾媒體上。作為繼1I/ʻOumuamua之後的第二顆觀測到的星際闖入者，它被賦予了「2I」名稱，其中「I」代表星際。鮑裡索夫這個名字遵循了以發現者命名彗星的傳統。在最終命名2I/Borisov之前，該物體被以其它名稱稱為：特性.與具有小行星外觀的斥候星不同，2I/Borisov的核心被彗髮包圍著，是一團塵埃和氣體。尺寸和形狀.早期，2019年9月12日，夏威夷大學凱倫·米奇等人基於鮑裡索夫彗星的彗髮中某些分子的生成速率，發表出更詳細的報告，指出該彗星的彗核大約在0.7到3.3公里之間。與太陽系彗星不同，2I/Borisov在飛越太陽系時明顯縮小，在抵達近日點之前至少損失了0.4%的質量。此外，非引力加速度的振幅使彗核大小的上限為0.4公里，與之前哈伯太空望遠鏡觀測的0.5公里的上限一致。這顆彗星與地球的距離超過3億公里，因而無法使用雷達直接確定它的大小和形狀。雖然，這可以使用2I/Borisov對恆星的掩星來完成。但這很困難，因為需要精確確定其軌道，才能預測掩星，並且需要一個小型望遠鏡網路才能進行觀測。旋轉.一項使用哈伯望遠鏡觀測的研究沒有發現光度曲線的變化。根據這項研究，旋轉週期必須大於10小時。與加拿大太空總署的發現其週期為13.2± 0.2日，這不太可能是彗核的自旋。基於現有軌道測定的蒙特卡羅模擬表明，2I/Borisov的赤道傾角可能約為59度或90度，後者有利於最新的軌道確定。化學組成和彗核結構.戴夫·朱維特根據其彗髮的大小估計，這顆彗星正在產生2kg/s的塵埃，並正在失去60kg/s的水。他們推斷，它在2019年6月距離太陽4-5AU時開始活躍。對影象檔案的回溯搜尋，早在2018年12月13日觀測的結果就發現了2I/Borisov，但在2018年11月21日沒有發現，這表明它在這兩個日期之間開始變得活躍。2019年9月13日，加那利大型望遠鏡獲得了鮑裡索夫彗星的可見光譜，顯示該天體的表面成分與典型的奧爾特雲彗星的表面成分差別不大。與此同時，位於西班牙拉帕爾馬島的威廉·赫歇耳望遠鏡亦從該彗星中測出約388 nm的氰化物，一種包括哈雷彗星在內的其它彗星中也能檢測出的物質，而氰化物亦能抑制雙原子碳的生成速率。2I/Borisov的組成在太陽系彗星中似乎並不常見，在水和雙原子碳。2I/Borisov尾部一氧化碳與水的摩爾比為35-105%，類似於不尋常的藍尾彗星，而太陽系彗星的平均比例為4%。2I/Borisov還產生了少量的中性鎳排放，歸因於未知的揮發性鎳化合物。鎳與鐵的豐度比與太陽系彗星相似。軌道.從地球上看，這顆彗星從9月到11月中旬一直在北方的天空中。它於10月26日在獅子座的軒轅十四附近穿過黃道面，和2019年11月13日透過天球赤道，進入南半球的天空。在2019年12月8日，彗星到達近日點，並且位於小行星帶的內側邊緣附近。在12月下旬，它最接近地球，距離約1.9AU，並且離日度約80°。由於其44°的軌道傾角，2I/鮑裡索夫顯著的沒有近距離接近任何行星。2I/鮑裡索夫從靠近英仙座的仙后座邊界方向上進入太陽系。這個方向表明它起源於銀河平面，而不是銀暈。它將從望遠鏡座的方向離開太陽系。在星際空間中，2I/鮑裡索夫相對於太陽執行一光年大約需要年2I/鮑裡索夫的軌道極其雙曲，軌道離心率為3.36。這遠高於已知的300顆日心離心率略高於1的弱雙曲彗星，甚至是離心率為1.2的斥候星。2I/鮑裡索夫也有一個 。2I/鮑裡索夫的離心率比斥候星大得多，因為它有更高的過量速度和更遠的近日點距離。在這個更大的距離上，太陽的引力不太可能改變其在穿過太陽系時路徑。觀測.發現.2I/鮑裡索夫彗星在2019年8月30日於克里米亞瑙奇內被業餘天文學家使用他自己設計和製做的0.65米望遠鏡發現。這一發現被比擬做有如克萊德·湯博對冥王星的發現。儘管湯博使用洛厄爾天文臺的攝星鏡發現了冥王星，然而他也是一位業餘天文學家，也製作了自己的望遠鏡。在發現時，它已經進入距離太陽，距離地球，離日度為38°。鮑裡索夫這樣描述他的發現：我在8月29日那天觀察到它，但以格林威治時間為準的話則已經是30日了。我在畫面中看到了一個移動的物體，它的移動方向與主帶小行星的移動方向稍有不同。測量完它的座標後，我參看了小行星中心的資料庫。事實證明，這是一個新物體。然後，我量測了近地天體的指數，它是根據各種引數計算得出的，結果是100%！換句話說，是危險的。在這種情況下，我必須立即將引數釋出到全球資訊網，以確認危險小行星。。我把它貼了出來，並寫道這個物體是瀰漫的，它不是小行星，而是彗星。2I/鮑裡索夫的星際起源需要幾星期的時間才能確認。基於初步觀測的早期軌道解決方案包括彗星可能是距離太陽1.4AU的近地天體，其軌道週期小於1年。後來在12天內使用了151次觀測，NASA噴射推進實驗室的偵察員給出的離心率範圍為2.9-4.5。但是，由於觀測弧只有12天，仍然有人懷疑它是星際的，因為觀測處於低太陽離日度，這可能會在資料中引入偏差，例如大氣折射。 在高偏心軌道上使用較大的非引力，可以生成離心率約為1的解，地球最小軌道相交距離比以前的任何彗星對它的軌道影響更大時，軌道才能是拋物線的。最終，隨著更多的觀測，軌道收斂到雙曲解，表明星際起源和非引力無法解釋其運動。哈伯的觀測.對2I/鮑裡索夫彗星的觀測得益於該彗星在進入太陽系時就被探測到的事實。斥候星是在它離開太陽系時才被發現的，因此在它超出範圍之前只能觀察80天。由於它最接近於傳統的聖誕假期附近，並且能夠進行持續的觀測，一些天文學家稱2I /鮑裡索夫彗星為「聖誕彗星」。使用哈伯太空望遠鏡的觀測始於2019年10月12日，當時這顆彗星離太陽足夠遠，可以被望遠鏡安全地觀測到。哈伯望遠鏡比地面望遠鏡受彗髮彌散效應的影響較小，這使它能夠研究2I /鮑裡索夫彗星的彗核旋轉光變曲線。這應該有助於估計其大小和形狀。彗星化學.2I/鮑裡索夫的初步觀測的可見光譜條帶。還檢測到了氧原子，從這個觀測者估計水的釋氣速度與太陽系彗星相似。最初，在2019年9月，既沒有直接檢測到水也沒有直接檢測到OH線。首次明確檢測OH線是2019年11月1日，OH產量在2019年12月初達到頂峰。疑似彗核碎裂.這顆彗星確實出現在距離太陽大約2AU的範圍內，而在這個距離上許多小彗星都被發現解體。彗星解體的機率很大程度上取決於其核心的大小；古茲克等人估計，這種情況發生在2I/鮑裡索夫上的機率為10%。 朱維特將2I /鮑裡索夫與另一顆大小相近，在2019年5月在距離太陽1.9AU處解體，屬於太陽系的彗星C/2019 J2 (帕洛瑪)進行了比較。如果彗核解體，就像有時在小彗星上看到的那樣，哈伯望遠鏡可以用來研究解體過程的演變。2020年2月至3月的嚴重爆發導致3月12日彗星疑似「核心持續的碎裂」。事實上，哈伯太空望遠鏡在2020年3月30日拍攝的影像顯示，表明彗星2I/鮑裡索夫已經向太陽噴射了一大塊非核心的碎片。據估計，拋射在3月7日左右開始 and may have occurred during one of the outbursts that occurred near that time.，拋出的碎片似乎在2020年4月6日消失了。一項後續研究，報導於2020年4月6日僅觀測到一個物體，並注意到碎片的成分已經消失。後來對該事件的分析表明，噴射的塵埃和碎片的總質量約為彗核總質量的0.1%，使該事件成為大型爆發而不是碎裂。起源.以鮑裡索夫彗星相對於太陽約32 km/s的高速，可說明它起源於銀河系的星系盤，而不是銀河系的銀暈。另一種理論上可行的說法是鮑裡索夫彗星曾在一百萬年前以3.4 km/s的低速，在1.7秒差距之內經過克魯格60。探勘.2I/鮑裡索夫的高雙曲線超速為，使得太空船很難用現有技術到達彗星：根據一個星際研究計劃團隊的說法，理論上可以在2018年7月使用獵鷹重型運載火箭發射器，傳送202公斤運送到2I /鮑裡索夫的軌跡中，在2045年以的相對速度攔截。根據國會的證詞，美國國家航空暨太空總署需要至少五年的準備，才能發射這樣的攔截任務 。