十余個“太空探頭”臨時轉(zhuǎn)向 全力追蹤星際訪客

一個名為 3I/ATLAS 的“太空目標(biāo)”引起公眾熱議，更有一幫自媒體神秘兮兮地用一些模棱兩可的詞把它裝飾成“可能的非自然目標(biāo)”。 11月19日（周三），美國航天局（NASA）發(fā)布了一批由多個航天器拍攝的 3I/ATLAS 的照片，多波段、多維度地展現(xiàn)了這一“星際訪客”的真實(shí)面貌。種種跡象表明，它的確是一顆彗星。

NASA公布的部分航天器拍攝的 3I/ATLAS 彗星照片（來源：NASA）

3I/ATLAS 彗星是今年 7 月 1 日由位于智利的小行星撞擊地球末端警報系統(tǒng)（ATLAS） 發(fā)現(xiàn)的。它的軌道是一個開口巨大的雙曲線，并以超過 60km/s 的速度飛越 內(nèi)太陽系。這是迄今人類發(fā)現(xiàn)的第三顆星際小天體。編號中的英文字母 I 表示星際間的（interstellar），3 表示第三顆。相比于前兩位—— 1I/'Oumuamua 和 2I/Borisov，3I/ATLAS 早早地就被發(fā)現(xiàn)了，這讓我們有更多更久的觀察機(jī)會。而且，它的軌道與黃道面比較接近，運(yùn)動方向相反，因此有機(jī)會與地球、火星、木星等行星，以及運(yùn)行在黃道面附近的行星際人造探測器有著不算太遠(yuǎn)（小于 1 億公里）的“見面”機(jī)會。

3I/ATLAS 彗星被發(fā)現(xiàn)時的圖像拼接動畫（來源：ATLAS/University of Hawaii/NASA）

好不容易來了一顆星際彗星，天文學(xué)家可不會錯過這個千載難逢的機(jī)會。從 7 月至 11 月，阿特拉斯彗星與地球距離尚遠(yuǎn)，角度不佳。沒關(guān)系，展示人類強(qiáng)大實(shí)力的時候到了！一時間，太空中的“千軍萬馬”被調(diào)動起來，紛紛轉(zhuǎn)向，對準(zhǔn)了這位星際訪客。你猜有多少個空間望遠(yuǎn)鏡或探測器觀測過 3I/ATLAS？14個！分別來自美國、歐洲、中國，它們是：

【太陽凝望者】

- 太陽和日球?qū)犹綔y器（SOHO）

- 日冕和日球?qū)悠駜x（PUNCH）

- 太陽-地球關(guān)系天文臺（STEREO）

【火星守望者】

- “專家”號（又稱“馬文”號，MAVEN）

- “毅力”號（Perseverance）火星車

- 火星勘測軌道飛行器（MRO）

- 天問一號環(huán)繞器（TW-1）

- 痕量氣體軌道飛行器（TGO）

- 火星快車（Mars Express）

【小行星遠(yuǎn)航者】

- “露西”號小行星探測器（Lucy）

- 靈神星探測器（Psyche）

【宇宙遙望者】

- “哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡（HST）

- “詹姆斯·韋布”空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）

- 天穹號（宇宙歷史、再電離時代及冰探測光譜儀）（SPHEREx）

7月至8月，3I/ATLAS 剛被發(fā)現(xiàn)后不久，“哈勃”和“詹姆斯·韋布”這兩個現(xiàn)役最頂尖的空間望遠(yuǎn)鏡就對其進(jìn)行了觀測，不僅探測到明確的彗尾結(jié)構(gòu)，更是探明其揮發(fā)的二氧化碳與水的比例。3I/ATLAS 有著與太陽系“本土”彗星相似的物質(zhì)成分，但比例有著巨大區(qū)別，但無法確定是原本生長環(huán)境所致，還是在星際飛行過程宇宙線輻射將水分子分解。這是第一次獲得如此高分辨率的系外彗星紅外光譜。與此同時，今年3月剛剛發(fā)射的 SPHEREx 也獲得了阿特拉斯彗星的影像。

7月21日“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的 3I/ATLAS 彗星，當(dāng)時它距離地球約 4.5 億公里（來源：NASA, ESA, David Jewitt (UCLA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）

8月6日“詹姆斯·韋布”空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的 3I/ATLAS 彗星紅外光譜，顯示出其二氧化碳與水的比例達(dá)到 8:1，比太陽系彗星通常比例高出數(shù)十倍（考慮與太陽相似距離）。（來源：NASA, ESA, David Jewitt (UCLA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）

8月7日-8月15日 SPHEREx拍攝到的阿特拉斯彗星（來源：NASA）

10月初，3I阿特拉斯彗星從距離火星3000萬英里的地方掠過，能夠被調(diào)用的火星探測器都對其進(jìn)行了觀測。MRO 拍攝到了這顆彗星最清晰的圖像之一，MAVEN 獲得了紫外圖像，這些圖像將幫助科學(xué)家了解這顆彗星的構(gòu)成。持續(xù)環(huán)繞火星工作的。在火星表面游弋的“毅力”號火星車也捕捉到了它微弱的身影。，觀察到了 3I/ATLAS 的彗星結(jié)構(gòu)。這也是第一次人類火星探測器集體觀測一個天空中飛速運(yùn)動的目標(biāo)。

10月2日NASA火星勘測軌道飛行器（MRO）拍攝的阿特拉斯彗星（來源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona）

10月3日“毅力”號火星車從火星表面使用桅桿上的Mastcam-Z相機(jī)拍攝彗星照片。只能通過后期增強(qiáng)后勉強(qiáng)看見彗星身影。“毅力”號原本就不是用來“看星星”的，這項任務(wù)對它而言有些勉為其難。（來源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS）

“專家”號（又稱“馬文”號）原本就是監(jiān)測火星大氣及其揮發(fā)物的衛(wèi)星，使用其成像紫外光譜儀（IUS）清晰地呈現(xiàn)出彗星及其揮發(fā)的氫。“專家”號的光譜儀采用一種特殊模式，通過速度來區(qū)分不同來源的氫。最左側(cè)的暗點(diǎn)是彗星，中間較暗的發(fā)射線是行星際空間運(yùn)動的太陽系的氫，右側(cè)較亮的發(fā)射線是來自火星的氫。彗星釋放的氫僅局限在天空中彗星所在的位置，這就是為什么它呈現(xiàn)出小而圓的形態(tài)，而非延展?fàn)睢＃▉碓矗篘ASA/Goddard/LASP/CU Boulder）

天問一號在10月3日捕捉到的彗星影像（來源：國家航天局）

10月中旬前后，從地球視角看，彗星運(yùn)動到太陽后方，此時地面望遠(yuǎn)鏡無法對其進(jìn)行觀測。而關(guān)注太陽附近天空的太陽觀測衛(wèi)星分隊順勢接過了接力棒。9月11日至10月2日期間，監(jiān)測日地空間天氣的 STEREO-A星拍攝到了相關(guān)圖像；30歲的老兵 SOHO 則在10月15日至26日期間對這顆彗星進(jìn)行了觀測；“新兵蛋子” PUNCH 的觀測展示了該彗星在9月20日至10月3日期間的彗尾。

9月11日至25日期間 STEREO-A 衛(wèi)星上的可見光成像儀 H1 獲得的圖像經(jīng)過疊加后，阿特拉斯彗星呈現(xiàn)出朦朧的形態(tài)。（來源：NASA/Lowell Observatory/Qicheng Zhang）

PUNCH 任務(wù)在9月28日至10月10日期間拍攝到的阿特拉斯彗星動態(tài)圖像，由每天多張照片疊加而成。期間一閃而過的亮點(diǎn)是火星。（來源：NASA/Southwest Research Institute）

此外，正在飛往各自目標(biāo)途中的NASA的兩個小行星探測器“閑著也是閑著”，順便觀測到了阿特拉斯彗星。9月8日至9日，“靈神星”號探測器在 5300 萬公里的距離，8 小時內(nèi)進(jìn)行了 4 次觀測，這一組圖像幫助科學(xué)家們精確計算該彗星的運(yùn)行軌跡。9月16日，“露西”號從 3.86 億公里外拍攝了一系列圖像。雖然距離很遠(yuǎn)，但是將這些圖像疊加后，依然能看出彗發(fā)和彗尾，這也從一個側(cè)面反映出 Lucy 的 L’LORRI 相機(jī)優(yōu)異的成像質(zhì)量。

“露西”號小行星探測器拍攝到的 3I/ATLAS 彗星（來源：NASA/Goddard/SwRI/JHU-APL）

9月8日至9日靈神星探測器捕捉到 3I/ATLAS 彗星運(yùn)動軌跡，當(dāng)時彗星距離探測器約5300萬公里（來源：NASA/JPL-Caltech/ASU）

經(jīng)過這么一次集體觀測，你是不是和我一樣有一種感覺，原來人類在太空中有那么多各類“監(jiān)控探頭”，即便真的有星際飛船到來，其行蹤也一定在我們的掌控之中。

參考資料

https://science.nasa.gov/solar-system/view-interstellar-comet-3i-atlas-through-nasas-multiple-lenses/