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暗能量调查在太阳系外发现异常彗星比典型彗星大1000倍

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-07-30

  一颗来自我们太阳系外围的巨大彗星在6年的暗能量调查数据中被发现。

Bernardinelli-Bernstein 彗星的质量估计是典型彗星的 1000 倍,可以说是现代发现的最大彗星。

它有一个极其细长的轨道,从遥远的奥尔特云向内旅行数百万年。

它是在其来袭路径上发现的最遥远的彗星,让我们有数年时间观察它在接近太阳时的演变,尽管预计它不会成为肉眼奇观。

这个不寻常的游荡天体将在 2031 年最接近太阳。

  在对暗能量调查 (DES) 的数据进行全面搜索后,两位天文学家发现了一颗巨大的彗星。

这颗彗星的直径估计为 100 至 200 公里,大约是大多数彗星直径的 10 倍,是太阳系早期历史上巨行星迁移时从太阳系中抛出的冰冷遗迹。

这颗彗星与以前见过的其他彗星完全不同,其巨大的尺寸估计是基于它反射的阳光量。

  宾夕法尼亚大学的佩德罗·贝尔纳迪内利和加里·伯恩斯坦发现这颗彗星——被命名为贝尔纳迪内利-伯恩斯坦彗星(代号为C/2014 UN271)——隐藏在智利塞罗托洛美洲天文台(CTIO)维克特·布兰科4米望远镜上安装的5.7亿像素暗能量相机(DECam)收集的数据中。

  DECam 是世界上性能最高的宽视场 CCD 成像器之一,专为 DES 设计,由美国能源部和美国国家科学基金会在 2013 年至 2019 年期间运营。

DECam 由美国能源部资助,并在美国能源部的费米实验室制造和测试。

目前,DECam 用于涵盖广泛科学的程序。

  DES的任务是在5000平方度的夜空中绘制3亿个星系,但在六年的观测期间,它还观测到许多彗星和海王星外的物体穿过被调查的区域。

海王星外天体(trans- nepunian object,简称TNO)是位于我们太阳系中海王星轨道之外的一个冰体。

  Bernardinelli-Bernstein在国家超级计算应用中心和费米实验室使用了1500 - 2000万CPU小时,采用复杂的识别和跟踪算法,从作为DES的一部分的8万次曝光中检测到的160多亿单独源中识别出800多个TNOs。

其中32个检测属于一个特定的物体- C/2014 UN271。

  彗星是冰冷的天体,当它们接近太阳的温暖时会蒸发,形成彗发和彗尾。

该天体在2014–2018年的DES图像没有显示典型的彗星尾巴,但在通过小行星中心宣布发现它的一天内,天文学家使用拉斯坎布雷斯天文台网络拍摄了伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星的新图像,该图像显示它在过去3年中一直处于昏迷状态,使其正式成为彗星。

  它目前向内的旅程开始于距离太阳超过40,000天文单位(au)的地方——换句话说,距离太阳的距离是地球的40,000倍,即6万亿公里(3.7万亿英里或0.6光年——距离最近恒星的1/7)。

相比之下,冥王星平均距离太阳 39 天文单位。

这意味着Bernardinelli-Bernstein彗星起源于奥尔特云天体,在太阳系的早期历史中被抛出。

它可能是有史以来探测到的奥尔特云中最大的成员,也是在如此远的距离上探测到的第一颗进入路径上的彗星。

  Bernardinelli-Bernstein彗星目前离太阳更近。

DES 于 2014 年首次在距离 29 au(40 亿公里或 25 亿英里,大致相当于海王星的距离)处看到它,到 2021 年 6 月,它是 20 au(30 亿公里或 18 亿英里,海王星的距离)。

天王星与太阳的距离,目前的亮度为 20 等。

这颗彗星的轨道垂直于太阳系的平面,它将在2031年到达离太阳最近的点(被称为近日点),那时它将在11 au左右(比土星离太阳的距离多一点)——但它不会变得更近。

尽管这颗彗星很大,但据目前预测,天文学家将需要一台大型业余望远镜才能看到它,即使是最亮的时候。

  加里伯恩斯坦说:“我们有幸发现了可能是有史以来最大的彗星——或者至少比任何经过充分研究的彗星都要大——并且很早就发现了它,以便人们观察它在接近和升温时的演变。

” “它已经有超过 300 万年没有访问过太阳系了。

”

  Bernardinelli-Bernstein 彗星将受到天文学界的密切关注,包括使用 NOIRLab 设施,以了解这个巨大遗迹的组成和起源,从我们自己的星球诞生开始。

天文学家怀疑,在冥王星和柯伊伯带之外的奥尔特云中,可能还有更多这种大小的未被发现的彗星在等待着。

这些巨型彗星被认为是由于木星、土星、天王星和海王星在其历史早期的迁移而分散到太阳系的遥远地区。

  NOIRLab 天文学家托德劳尔说:“这是奥尔特云中未知的大型天体群体及其与太阳系形成后不久冰/气巨星早期迁移的联系的一个急需的锚点。

”

  “这些观测证明了对布兰科望远镜等国家设施进行长期调查观测的价值,”NOIRLab 国家科学基金会项目主任克里斯戴维斯说。

“寻找像伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星这样的巨大物体对于我们了解太阳系的早期历史至关重要。

”

  目前尚不清楚它到达近日点时会变得多么活跃和明亮。

然而,Bernardinelli 表示,NOIRLab 的未来项目 Vera C. Rubin 天文台“将持续测量 Bernardinelli-Bernstein 彗星直至 2031 年的近日点,并可能发现许多其它类似的彗星,从而使天文学家能够表征物体来自奥尔特云的更详细的信息。

”

一光年有多远?人类探测器飞了50年,才飞了一光天?

一光年到底有多远?为什么人类的探测器飞了快五十年,却连这段路的百分之一都没走完? 更扎心的是,就算你真的飞到一光年外,也还没到最近的另一颗恒星。

你甚至可能还在太阳系外围,连这片家门口的荒地,都没有彻底穿过去。

你肯定听过答案:一光年,大约九万四千六百亿公里。

可这个数字太大了。

多念一个零,少念一个零,对你的感觉几乎没有区别。

所以这一次,我们换一把尺子。

把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球,放在你面前。

地球跟着缩小,只剩一粒细沙那么大。

你把它放到距离玻璃球两米七的位置,地球轨道就摆好了。

接下来往外走。

走过木星、土星,一直走到八十多米外,你终于放下海王星。

整个八大行星的地盘,看起来也就一个足球场的尺度。

那么,一光年的刻度,应该放在哪里?球场外面?隔壁街道?还是城市另一头? 都不够。

你得从这颗玻璃球出发,走出去大约一百七十公里。

记住,地球才在两米七外。

海王星才在八十多米外。

而你现在要跨过的,是一段足以连接两座城市的距离。

沿途绝大多数地方,连一颗行星都没有。

你以前看到的太阳系示意图,把行星挤得整整齐齐,却很难让你真正感受到,它们之间到底空成什么样。

如果把人类的探测器,也放进这套模型呢? 旅行者一号,一九七七年出发,掠过木星和土星,一路飞向太阳风影响之外。

它每秒能飞十七公里。

你眨一下眼,它就已经越过一座城市的一部分。

可持续飞行近半个世纪,它在这套模型里,也不过走到距离玻璃球几百米的地方。

前面那条通往一光年的路,依然长得几乎看不到尽头。

按每秒十七公里算,飞完一光年,需要大约一万七千六百年。

你出发时留下的城市,可能已经消失。

你说的语言,可能早就没人听得懂。

而飞船,还在赶路。

你可能觉得,这不公平。

旅行者一号毕竟是几十年前的技术。

换一台快得多的探测器,总能把时间压下来吧? 帕克太阳探测器,在最接近太阳时,速度能达到每小时约六十九万公里。

假设它能一直保持这样的速度,飞完一光年,仍然需要一千五百多年。

而且,这已经是一个过于理想的假设。

帕克的极速,来自它沿轨道冲向太阳时的加速。

离开太阳之后,它会减速。

那个惊人的纪录,不能直接变成一张通往恒星的车票。

不过,先让我们跳过这些困难。

假设未来的你,终于抵达一光年外,在那里建起了一座太空站。

你回头看,太阳还看得见吗? 看得见。

它不会彻底淹没在星海里,仍然会是一颗非常明亮的星。

但你熟悉的金色圆盘消失了,剩下的,只是一个指向家的光点。

抵达这里的阳光,比地球附近微弱了约四十亿倍。

能看见它,不代表还能靠它照亮身边的世界。

就像远处一盏灯,你知道它亮着,脚下却依旧一片漆黑。

至于地球,那颗你想念的蓝色星球,肉眼已经根本找不到。

它自己不会发出可见光,只能反射太阳的光。

那一点微弱的亮度,几乎淹没在太阳旁边。

更让人难受的是,就算设备足够好,让你看清了家乡,你看到的,也是一年前的地球。

因为光从那里来到你的眼睛,已经走了整整一年。

这时候,你想给家里发一条消息。

今天是家人的三十岁生日。

你对着镜头说出生日快乐,按下发送。

消息离开天线,穿过黑暗,等它抵达地球,那个人已经三十一岁了。

对方看完,立刻回复一句谢谢。

你再收到这两个字时,又过去一年。

一来一回,两年。

这里最奢侈的东西,可能就是一次普通的聊天。

你问家里今天怎么样,等到回答抵达,那个今天,早就变成了两年前。

你换更好的天线,能让画面更清楚,声音更清晰,却不能把这一年变成一秒。

无线电和激光,在真空中都以光速传播。

设备可以升级,距离带来的等待,却不会自动消失。

如果太空站突然出了故障呢?你向地球求救,就算那边的人收到后立刻想出解决办法,操作指令也要等两年,才能回到你手里。

真正走进星际空间,你得先学会自己解决问题。

因为在这里,连一句别着急,都可能来不及。

可一光年外,到底有什么在等你? 没有一堵墙,没有一条天然边界,也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。

这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。

我们认为,远离行星轨道的地方,还分布着奥尔特云中的冰冷天体。

它的范围仍有不确定性。

一光年的终点,甚至可能还没有超出这片遥远的区域。

穿过太阳风形成的边界,和离开所有绕太阳运行的天体,并不是同一件事。

而最近的另一颗恒星,比邻星,距离我们约四点二四光年。

你费尽力气走完这一光年,连去它那里的四分之一路程,都还没走到。

所以,下次再听见一光年,不妨想想那颗玻璃球。

地球在两米七外,你站在一百七十公里外。

脚下没有路灯,没有补给,也没有能立刻回答你的人。

而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离,在宇宙里,却只是尺子上最开始的一个刻度。

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经过成千上万次扰动后,外围行星轨道将被打乱,太阳系也会提前“散伙”。

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