从太空深度分析神秘访客揭示了不寻常的秘密

时间：2022-04-06 17:25:06 来源：

当星际彗星2I /鲍里索夫穿过我们的太阳系时，艺术家对它的印象。这位来自太空深处的神秘访客是另一颗恒星首次明确鉴定出的彗星。彗星由松散的冰块和尘埃颗粒组成，大概不超过3200英尺，大约是九个足球场的长度。接近太阳并被加热时，气体从彗星中喷出。

2I / Borisov可能在极端寒冷的环境中形成，显示出大量的一氧化碳。

去年有一位银河游客进入了我们的太阳系-星际彗星2I /鲍里索夫。当天文学家于2019年12月15日至16日将阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）对准彗星时，他们第一次直接观察到了行星系统中所储存的化学物质，而不是我们自己的行星系统。该研究今日（2020年4月20日）在线发表在《自然天文学》杂志上。

美国宇航局在马丁·科迪纳和斯蒂芬妮·米拉姆（Martin Cordiner）和斯蒂芬妮·米拉姆（Stefanie Milam）领导下的一组国际科学家在马里兰州格林贝尔特市的戈达德太空飞行中心观察到的结果表明，从彗星中排出的气体中含有非常高的一氧化碳（CO）。一氧化碳的浓度比在距太阳2 au之内（不到1.86亿英里或3亿公里之内）的任何彗星中发现的任何人都要高[1]。2I / Borisov的CO浓度估计是太阳系彗星平均浓度的9到26倍。

天文学家有兴趣了解有关彗星的更多信息，因为在极冷的环境中，这些物体大部分时间都花在与任何恒星相距很远的地方。自从诞生以来，它们的内部成分就没有太大变化。因此，它们可以揭示出许多有关原行星盘出生期间发生的过程的信息。天体化学家马丁·科迪纳（Martin Cordiner）说：“这是我们第一次从太阳系外观察彗星，这与我们以前见过的大多数其他彗星有很大不同。”

ALMA观测到了来自2I / Borisov星际彗星的氰化氢气体（HCN，左）和一氧化碳气体（CO，右）。ALMA图像显示，这颗彗星含有异常大量的CO气体。ALMA是第一台测量直接从物体的原子核产生的气体的望远镜，该物体的原子是从另一个行星系统传播到我们的。

ALMA在彗星喷出的气体中检测到两个分子：氰化氢（HCN）和一氧化碳（CO）。尽管研究小组希望看到2I / Borisov中存在的HCN与太阳系彗星中发现的HCN含量相似，但他们惊讶地看到大量的CO。行星科学家斯特凡妮·米拉姆（Stefanie Milam）说：“彗星一定是由非常丰富的一氧化碳冰形成的，只有在太空发现的最低温度下，该温度才低于-420华氏度（-250摄氏度）。”

“ ALMA有助于改变我们对自己太阳系中彗星物质性质的理解，而现在，这个独特的物体来自我们隔壁的邻居。正是由于ALMA在亚毫米波长上空前的灵敏性，我们才能够表征这种独特物体发出的气体。”弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文台的Anthony Remijan说。

一氧化碳是太空中最常见的分子之一，存在于大多数彗星中。但是，彗星中一氧化碳的浓度差异很大，没人知道为什么。其中一些可能与彗星在太阳系中的形成位置有关。有些与彗星的轨道使它离太阳更近并导致其释放更容易蒸发的冰块有关。

“如果我们观察到的气体反映了2I /鲍里索夫出生地的成分，那么表明它的形成可能与我们太阳系彗星的形成方式不同，它位于遥远的行星系统的极其寒冷的外部区域，” Cordiner补充说。。该区域可与海王星以外的冰冷体的寒冷区域（称为柯伊伯带）进行比较。

该团队只能推测承载2I /鲍里索夫行星系统的那颗恒星。Cordiner说：“ ALMA观测到的大多数原行星盘围绕着年轻版本的低质量恒星，如太阳。”“这些磁盘中的许多都远远超出了我们自己形成彗星的区域，并且包含大量极冷的气体和灰尘。2I / Borisov可能来自这些较大的磁盘之一。”

由于它在我们的太阳系中行驶时的速度很高（33 km / s或21英里/ s），所以天文学家怀疑2I / Borisov可能是通过与经过的恒星或巨型行星相互作用而被赶出其宿主系统的。然后它花费了数百万或数十亿年的时间在星际空间进行寒冷，寂寞的航行，然后于2019年8月30日被业余天文学家根纳迪·鲍里索夫（Gennady Borisov）发现。

2I /鲍里索夫只是我们太阳系中要检测到的第二个星际物体。第一个-1I /’Oumuamua –是在2017年10月发现的，当时它已经在消失中，这使得很难透露有关它是彗星，小行星还是其他东西的详细信息。2I /鲍里索夫周围存在活跃的气体和尘埃昏迷，这使它成为第一个被确认的星际彗星。

除非观察到其他星际彗星，否则不易解释2I /鲍里索夫的异常组成，并且提出的问题多于答案。它的组成是星际彗星的典型特征吗？在未来几年中，我们会看到更多具有特殊化学成分的星际彗星吗？他们将揭示出行星如何在其他恒星系统中形成什么？

米拉姆说：“ 2I /鲍里索夫使我们对构成另一个行星系统的化学物质有了第一印象。”“但是只有当我们可以将该天体与其他星际彗星进行比较时，我们才能知道2I / Borisov是否是特例，或者每个星际天体的CO含量都异常高。”

阅读更多问题比解答更多，因为NASA揭示了2I /鲍里索夫的外来成分，以更多地了解这项研究。

参考：MA Cordiner，SN Milam，N。Biver，D。Bockelée-Morvan，NX Roth，EA Bergin，E。Jehin，AJ Remijan，SB Charnley，MJ Mumma，J。撰写的“第一颗活跃的星际彗星异常高的CO丰度” Boissier，J. Crovisier，L.Paganini，Y.-J. Kuan和D.C. Lis，2020年4月20日，自然天文学，DOI：
10.1038 / s41550-020-1087-2

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。