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哈柏、彗星和彗塵雨

2013/04/28 | | 標籤:

哈柏太空望遠鏡拍攝艾桑彗星

有成為世紀大彗星潛力的艾桑彗星(C/2012 S1(ISON))可能在11月底以非常近的距離掠過太陽表面,總亮度預估可超過金星而達肉眼可見的地步,引起全球觀星者的關注。繼利用史威福觀測衛星(Swift )觀察艾桑彗星後,彗星專家又動用哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)來查探艾桑彗星的性質。

右圖是哈柏太空望遠鏡於4月10日拍攝的艾桑彗星影像,這張影像中的藍色並不是彗星真實的顏色而是因應科學家分析測量需求而添加的假色。拍攝當時彗星距離太陽約4.15AU(相當於6億1800萬公里),距離地球約4.24AU(相當於6億3000萬公里),約比木星軌道還近一點。即使彗星距離太陽這麼遠,仍能感受到太陽光壓的影響,彗核表面被陽光加熱而使原本冰凍的氣體蒸發,在艾桑彗星彗核面向太陽的一面形成一道強力噴流,將大量塵粒向外噴入太空中。

除了噴流外,天文學家還利用這幅影像測量彗星的活動程度,以及冰質彗核的大小。初步測量結果顯示艾桑彗星的彗核小於5~6公里,與史威福觀測衛星資料估算的結果差不多。然而,依艾桑彗星如此活躍的狀況來看,其彗核大小和活動程度顯然不成正比,讓天文學家們有點疑惑。

而包圍彗核的塵埃氣體所形成的彗髮,直徑約5,000公里,約相當於12個臺灣南北長度;至於拖在彗星後方的塵埃尾,長度超過91,000公里,幾近地球直徑的7~8倍,遠超過哈柏可拍攝的視野。

目前天文學家們正在針對哈柏影像作進一步的詳細研究分析,希望能在11月底艾桑彗星過近日點之前,先預測出彗星的活動程度。


艾桑彗星可能在2014年初帶來一場彗塵雨

根據史威福觀測衛星的觀測結果,即使遠在木星軌道附近,艾桑彗星仍以每分鐘51,000公斤的速度將大量塵埃物質拋入太空中;因此可以想像當彗星愈來愈靠近太陽時,從彗核拋出的物質量將會更多。這些物質多半集中在彗星軌道上,形成所謂的彗星碎屑流(debris stream),之後會隨著時間慢慢擴散。

根據西安大略大學(University of Western Ontario)流星雨專家Paul Wiegert利用電腦模型演算彗星拋出的塵埃團塊運行軌跡的結果,當地球於2014年1月12日穿越艾桑彗星的軌道時,會遇見這些被拋棄在彗星軌道上的大量物質,因此屆時地球上的人們將會迎來一場流星雨。

根據Wiegert的演算結果,這個彗星碎屑流中主要是由極細的塵粒組成,塵粒直徑不超過幾微米,被溫和的太陽輻射壓推動,以每秒56公里的速度撞向地球。由於塵粒非常細小,所以地球的上層大氣會很快地就讓這些塵粒減速,甚至停下。因此這些塵粒並不會與地球大氣摩擦生熱而燃燒形成慣見的流星閃光,而是會溫和地從地球上空漂浮而下。所以,別期望會看見一場流星雨或甚至流星暴景觀,因為或許那將只是一場眼睛不可見且緩緩降下的彗塵雨。

Wiegert表示,如果真的會發生彗塵雨的話,那麼可能會引起所謂的夜光雲(noctilucent cloud,NLC)。夜光雲是發生在地球極區上空約80公里高之處的鐵青色冰晶雲。由NASA的AIM太空船取得的近期觀測資料顯示夜光雲的成因來自宇宙塵,即將微小的流星作為凝結核,讓水分子得以附著而形成冰晶,並進而在地球大氣層接近太空的邊界上集結成雲。雖然夜光雲的形成理論仍屬推測,但艾桑彗星或許可提供夜光雲成形的種子;若2014年初地球極區出現鐵青色的波紋,那將是唯一顯示流星雨,正確來說應該是彗塵雨正在下的肉眼可見訊息。

Wiegert指出另一項好玩的事情:這個流星雨,或者說是彗塵雨,將幾乎同時地來自兩個不同的方向。詳細點說,當地球穿越彗星碎屑流時,將會遭遇兩批不同的彗塵。其中一批是跟隨在艾桑彗星之後朝太陽接近的彗塵,另一批則是方向相反、被太陽輻射壓推離太陽的彗塵。這些彗塵碎屑流或從相反的方向襲向地球。Wiegert表示:按他經驗所知,這種同一個彗星來源、卻是從兩個方向襲擊地球的流星雨,可是前所未見的狀況。

而NASA流星體環境研究室(Meteoroid Environment Office)首席科學家Bill Cooke則表示:這場由艾桑彗星帶來的彗塵雨,對環繞地球的人造衛星或太空船危險性極低。因為這些彗塵畢竟都很細小,沒有能力可以穿透衛星的金屬壁面,對國際太空站(ISS)的防護罩也沒輒。不過事情總是不怕一萬、只怕萬一,所以提醒各相關單位,在2014年1月12日前後幾日,還是要嚴防這場艾桑彗星的彗塵雨可能造成的任何異常現象。

資料來源:

  1. Comet ISON Meteor Shower
  2. Hubble Captures Comet ISON
  3. Hubble Sees Comet ISON

轉載自網路天文館

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