文- 小龍哈勃
10月19日,“賽丁泉”彗星將在13萬公里的距離上與火星擦肩而過。類似這樣的“星際邂逅”,大約每十萬年才發(fā)生一次
如果2014年10月19日這一天你呆在火星上的話,請在日歷上劃個勾:這一天,你將會看到一個亮度接近上弦月的龐然大物——“賽丁泉”彗星在天空中緩緩移動。
這一天,“賽丁泉”彗星將在13萬公里的距離上與火星擦肩而過。這一現(xiàn)象極其罕見:13萬公里僅相當(dāng)于地月距離的1/3。如果把火星比作地球上的某個人的話,這相當(dāng)于某個壞蛋從月球上向他/她開了一槍,而子彈在距離他/她不到2厘米的地方擦過。類似這樣的“星際邂逅”,大約每十萬年才發(fā)生一次。
古人認(rèn)為彗星是不祥之兆,而現(xiàn)在我們知道,彗星不過是水冰、巖石和塵埃組成的“臟雪球”,說白了就是不能吃的冰淇淋。在寒冷黑暗的太陽系外圍,有大量這樣的“冰淇淋”。如果運(yùn)氣好的話,在大行星或者過路恒星的引力攝動下,這 些“ 冰 淇淋”會奔向內(nèi)太陽系,水冰以及其他易揮發(fā)物質(zhì)在受到太陽的光和熱作用后被釋放出來,于是形成了漂亮的尾巴,即“彗尾”。
彗星運(yùn)行的三種軌道:橢圓軌道(紅色),拋物線軌道(綠色),雙曲線軌道(藍(lán)色)。若彗星處于后兩種軌道上,則它很可能是一顆“新鮮”彗星。
與古人的認(rèn)知相反,彗星非但不是不祥之兆,反而可能是地球上存在生命的直接因素。目前大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為,在太陽系形成早期,大量彗星撞擊地球,帶來了生命之源——水。還有科學(xué)家進(jìn)一步認(rèn)為,和彗星一并來到地球上的,還有構(gòu)成生命的原始物質(zhì)甚至生命本身。所以,當(dāng)你喝水的時候,可別忘了那些為了生機(jī)勃勃的地球而甘愿粉身碎骨的彗星們。彗星本身很小,不會有地質(zhì)活動,加上長期呆在太陽系外圍的“冰凍室”里,所以它們很好地保存了太陽系早期的資料,尤其是那些可能和地球上的生命誕生有關(guān)的資料——這就是為什么現(xiàn)在天文學(xué)家們對彗星這么感興趣的主要原因。
簡單來說,探測彗星可以幫助我們回答“我們從哪里來”這個困擾人類數(shù)千年的大問題。
彗星可以分為兩種:和太陽系邂逅一次之后就一去不復(fù)返的以及圍著太陽轉(zhuǎn)個不停的。當(dāng)下時興把前者稱為“新鮮”彗星,后者自然就是“陳舊”彗星了。那么,如果有一些彗星的公轉(zhuǎn)周期特別長,比如成百上千年,我們怎么知道它到底是“新”是“老”?這就需要進(jìn)一步觀測和計算。因為天體的運(yùn)行規(guī)律是已知的,我們可以精確計算這顆彗星現(xiàn)在和過去的運(yùn)行軌道。如果它處于“拋物線”或“雙曲線”軌道上,那這顆彗星很可能就是一顆“新鮮”彗星?!百惗∪卞缧堑能壍缹儆陔p曲線型,因此它是一顆“新鮮”彗星。
我們?nèi)ゲ耸袌鲑I肉,都會盡量挑新鮮的。天文學(xué)家們也一樣:“新鮮”彗星無疑是最能吸引眼球的。最好的探測方式,當(dāng)然是派探測器去“瞅個究竟”。
然而,這有一個明顯的難題:大多數(shù)彗星從被發(fā)現(xiàn)到離開內(nèi)太陽系,至多兩三年時間,這點(diǎn)時間還不夠科學(xué)家們寫申請要錢呢——比如最近剛剛抵達(dá)“楚留莫夫-格拉希門克”周期彗星的“羅賽塔”(Rosetta)號探測器,它是人類歷史上第一枚環(huán)繞彗星運(yùn)行的探測器,但從構(gòu)想到實(shí)現(xiàn),就用了近25年的時間!
所以,當(dāng)“賽丁泉”彗星飛掠火星的消息傳來,天文學(xué)家們做夢都能笑出來了:被人類送上火星的各類探測器,多得都快可以開兩張麻將桌了——“賽丁泉”彗星簡直就是送上門來的“宇宙級大禮包”!
讓我們盤點(diǎn)一下目前已經(jīng)或即將在火星上工作的探測器:2001年入軌的“2001火星奧德賽”號(人類在另一星球上工作時間最長的探測器);2003年抵達(dá)火星的“火星快車”號和“機(jī)遇”號漫游車;2006年入軌的“火星勘察軌道器”(搭載有高解析度成像儀,可分辨火星表面30厘米大小的物體,分辨率甚至超過“谷歌地球”);2012年抵達(dá)火星的“好奇”號漫游車;分別于今年9月21和24日到達(dá)火星的美國“火星大氣與揮發(fā)演化”探測器、印度“曼加里安”號火星探測器,足足有7枚各色探測器!加上之前實(shí)施過近距離彗星探測的探測器,從1986年的“國際哈雷彗星聯(lián)隊”算到現(xiàn)在,滿打滿算一共有8枚。
但這時,問題來了:彗星可是一刻不停地在釋放塵埃和氣體,而且“賽丁泉”彗星的運(yùn)行速度高達(dá)每秒56公里,足足是噴氣式客機(jī)的200多倍。在這個速度下,芝麻大的顆粒都能具有破壞性的力量。
這樣的力量會不會損壞那些價值連城的探測器?要知道那些探測器少說也值幾百億美金呢……雖說這事件十萬年一遇,但為此燒掉數(shù)百億美元,好像也有點(diǎn)心疼。
然而,“賽丁泉”彗星在被發(fā)現(xiàn)時還在木星軌道以外,通過最大的望遠(yuǎn)鏡看過去,它都只是一個小點(diǎn),天文學(xué)家們只能根據(jù)以前出現(xiàn)的其他彗星來猜測,但這一結(jié)果是否可靠就很難說了。比如曾有科學(xué)家根據(jù)其他彗星的觀測資料估計,“賽丁泉”彗星將給火星探測器帶來一場“大劫”,其流星暴雨的強(qiáng)度,已經(jīng)需要一個新名詞來定義——“流星颶風(fēng)”,每小時出現(xiàn)48億顆流星!按這一流量估計,圍繞火星運(yùn)行的飛行器都將被打成篩子。
當(dāng)然,就如同某些災(zāi)難大片一樣,事情到最后都會峰回路轉(zhuǎn)。
圖中紅色天體為“廣角紅外巡天探測器”(WISE)拍攝的“賽丁泉”彗星(這是四張照片疊加圖,故彗星留下了4個影子)。
在“流星颶風(fēng)”論文發(fā)表后不久,兩位中國天文工作者也發(fā)表了他們的新發(fā)現(xiàn),他們首次使用觀測數(shù)據(jù)來測量彗星噴發(fā)顆粒的速度。有趣的是,他們的數(shù)據(jù)并非來自專業(yè)天文臺,而是來自兩位中國天文愛好者的遠(yuǎn)程遙控天文臺:設(shè)在新疆的星明天文臺和遠(yuǎn)在澳洲的玉衡天文臺。
經(jīng)過仔細(xì)分析,中國天文工作者發(fā)現(xiàn):“賽丁泉”彗星的噴發(fā)速度相當(dāng)小,因此它的粒子云很可能“鞭長末及”,能與火星保持安全距離。美國宇航局的科學(xué)家使用“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡等大型設(shè)備同時進(jìn)行觀測,隨后發(fā)表了更精確的結(jié)果,結(jié)論大致與中國同行們一致??磥?,火星探測器們可以安然度過“彗星劫”了。
但出于謹(jǐn)慎起見,美國宇航局和歐洲空間局仍然表示將讓各自的探測器調(diào)整軌道,以便在粒子云到來時可以“躲在”火星身后,以免不小心“中頭獎”。在火星探測上“初來乍到”的印度空間研究組織則暫時未有任何表態(tài),看來“賽丁泉”的飛掠對他們來說,顯然是“幸福的煩惱”——他們的“火星軌道任務(wù)”原本定位是“技術(shù)示范”項目,卻意外碰上了這一罕見天象。對首次進(jìn)軍火星探測的他們來說,在行星際距離上進(jìn)行軌道機(jī)動將是不小的考驗。
總之,我們的星際使者已經(jīng)在火星上嚴(yán)陣以待,等待這一星際大戲的開演。想想看,按照平均概率來算,上一次類似事件發(fā)生的時候,人類的祖先還在圍著篝火“吼吼”怪叫;而這一次,我們能用筆尖計算出這一事件發(fā)生的精確時間和位置,能制造出精巧的機(jī)器前往發(fā)生地收集數(shù)據(jù),從中獲取地球演化和生命起源的線索。這怎么想都相當(dāng)神奇!
2014年10月19日,在冰與火的親密接觸中,我們將從2億公里外得到什么有意思的畫面?讓我們一同期待!