一顆彗星，在黎明或傍晚的天空中若隱若現(xiàn)——它正在飛臨地球。這是2024年最壯觀的天文景觀：彗星C/2023 A3（Tsuchinshan-ATLAS）閃耀天穹。

彗星C/2023 A3由中國科學(xué)院紫金山天文臺近地天體望遠(yuǎn)鏡于2023年1月9日首次發(fā)現(xiàn)，南非阿特拉斯（ATLAS）觀測計劃于2023年2月22日報告其存在彗星特征。后經(jīng)由美國帕洛瑪天文臺觀測資料的回溯檢測，進(jìn)一步確認(rèn)這是一顆已經(jīng)開始活動的彗星（當(dāng)彗星接近太陽時，揮發(fā)性物質(zhì)升華，形成彗發(fā)和彗尾。有了這種彗星形態(tài)就是已經(jīng)開始活動的彗星）。2023年3月1日，國際小行星中心發(fā)布新彗星C/2023 A3的確認(rèn)公告。根據(jù)彗星命名系統(tǒng)的慣例，這顆彗星的名字包含了兩個天文臺的名稱，被正式命名為C/2023 A3，即紫金山-阿特拉斯彗星。

彗星是一種冰凍的天體，通常擁有一個偏心率很高的橢圓軌道。在遠(yuǎn)離太陽時，它只是一個由冰、氨、甲烷等冰凍物質(zhì)和一些固體塵埃組成的“臟雪球”。一旦它從太陽附近飛過，太陽的熱量就會加熱它的表面，其上的物質(zhì)會揮發(fā)，冰核周圍產(chǎn)生了朦朧的發(fā)狀物，形成了彗發(fā)。太陽的光壓和太陽風(fēng)把這些物質(zhì)推向遠(yuǎn)離太陽的地方，就形成長長的彗尾。

彗星的質(zhì)量和密度都很小，通常擁有彗核、彗發(fā)和彗尾三個部分。彗尾通常有兩條，即離子尾和塵埃尾。其中，離子尾是直且細(xì)的氣體彗尾，而塵埃尾則略顯彎曲和寬闊。

尋找彗星之家

由于彗星的奇特形態(tài)，每當(dāng)它們飛臨地球，人類便會興奮、好奇，甚至產(chǎn)生恐懼的感受。

有些彗星只是太陽系的“過客”。換言之，自此一別，它們再也不會回來了。但另一些彗星卻會周期性地出現(xiàn)。彗星這種周期性出現(xiàn)的奇特現(xiàn)象，首先是由英國天文學(xué)家埃德蒙多·哈雷發(fā)現(xiàn)的。哈雷于1656年出生于英國，20歲畢業(yè)于牛津大學(xué)。大學(xué)畢業(yè)后，他便遠(yuǎn)航到了位于南半球的圣赫勒拿島，在那里專心研究天文學(xué)。

1682年，一顆彗星出現(xiàn)了。哈雷注意到，這顆彗星與另外兩顆彗星（即1531年和1607年出現(xiàn)的彗星）的運行軌跡十分相似，由此他大膽推測這三次出現(xiàn)的是同一顆彗星。哈雷預(yù)言，這顆彗星還將于1759年再度出現(xiàn)。

時間到了1759年，那顆拖著長尾巴的彗星果然如期而至，人們對此驚訝不已。不過，哈雷并未看到這顆彗星再度出現(xiàn)在夜空中的情景，因為他已于1742年逝世了。人們根據(jù)哈雷的計算，預(yù)測這顆彗星又將于1835年和1910年歸來，結(jié)果它果然如期歸來了。這顆彗星后來被命名為“哈雷彗星”。

1910年，當(dāng)哈雷彗星如期回歸的時候，出生于荷蘭的美籍天文學(xué)家杰拉德·柯伊伯才5歲。那時的人們對彗星的飛臨感到既好奇又害怕。隨著回歸時刻的臨近，人們的恐懼達(dá)到高潮。因為據(jù)預(yù)測，哈雷彗星的彗尾將會掃過地球，當(dāng)時的許多人認(rèn)為彗尾有毒，還認(rèn)為它會把地球撞得粉碎。于是，有人戴上了防毒面具，甚至還有人服用所謂的防毒藥丸。

終于，1910年5月19日這一天到來了，哈雷彗星長長的彗尾果然掃過了地球，但什么可怕的事都沒有發(fā)生。

大學(xué)畢業(yè)幾年后，柯伊伯去了美國潛心研究太陽系，他對彗星的行蹤尤其好奇。他想，既然彗星會回歸，那它們就會反復(fù)地接近太陽，每一次經(jīng)過太陽都要揮發(fā)掉一些表面物質(zhì)，壽命也會縮短一點。如此一來，假若太陽系中過去存在很多顆彗星，它們理應(yīng)慢慢減少，終至消亡，但為什么至今人們還能不斷發(fā)現(xiàn)新的彗星呢？

于是，柯伊伯提出了一個解釋彗星來源的“猜想”。他認(rèn)為，在海王星軌道之外存在一個彗星的發(fā)源地，大量冰狀天體呈帶狀分布在那里，它們偶然會進(jìn)入太陽系內(nèi)側(cè)，呈現(xiàn)彗星的形態(tài)而被人們發(fā)現(xiàn)。這就是所謂的“柯伊伯猜想”。

截至目前，大量的觀測和研究表明，柯伊伯猜想的那個彗星聚集地是確實存在的。按照柯伊伯的說法，那里的天體是太陽系的“遺留物”，它們無法黏結(jié)成大行星，只好以大行星“原材料”的方式在太陽系黑暗的邊緣游蕩。

其實，柯伊伯猜想的那個彗星聚集地只是短周期彗星的聚集地。如今，我們知道，多數(shù)彗星會回歸，但回歸的周期有長有短。其中，回歸周期長的彗星被稱為“長周期彗星”，例如海爾-波普彗星的回歸周期長達(dá)3000年。而回歸周期短的彗星則被命名為“短周期彗星”，其周期只有幾年，或者幾十年。那么，長周期彗星又來自哪里呢？

1950年，荷蘭的天文學(xué)家簡·亨德里克·奧爾特對一些長周期彗星的原始軌道進(jìn)行研究后認(rèn)為，在冥王星軌道外面還存在著一個更加龐大的彗星聚集地，那里聚集著多達(dá)十萬億顆的彗星。這個彗星聚集地存在于太陽系的外圍，就像球體云似的圍繞著太陽系的最外層，其厚度是冥王星和太陽距離的千余倍。如果說，“柯伊伯帶”是短周期彗星的聚集地，那么這個更加遼闊的地帶就是長周期彗星的聚集地。這個長周期彗星的聚集地被稱為“奧爾特云”。

飛臨彗星

就這樣，人類為了找到彗星的“家”花費了好幾百年的時間，但問題解決了嗎？不見得。不僅如此，人類對彗星的疑問和好奇反而越來越多、越來越強烈了。因為人們越來越覺得，彗星與地球的演變及地球生命的起源存在很大的關(guān)系。

生命離不開水，那么，地球上的水究竟從哪里來的？有人認(rèn)為，大約40億年前，地球遭受過大量彗星和小行星的撞擊，那段時期被稱為“后期重轟炸期”。一些科學(xué)家認(rèn)為，正是在那個時候，地球從彗星那里得到了大量的水，一些有機分子也被彗星帶到了地球上，地球才因此獲得了生命誕生的條件。

1907年，瑞典化學(xué)家斯凡特·阿列紐斯提出了一種名為“宇宙胚種論”的觀點。他認(rèn)為宇宙中原本就存在微生物，它們像物種的孢子一樣在恒星的光壓和恒星風(fēng)的推動下飄向遙遠(yuǎn)的地方，如果遇到了像地球這樣的行星，那么它們就會在那里生存，生命就傳播到了那里。

當(dāng)時，許多人都贊同這個觀點。他們認(rèn)為，在太陽系形成的早期，彗星吸附了很多含碳的有機化合物，彗星的碰撞運動和內(nèi)部含有的放射性同位素為有機化合物的化合反應(yīng)提供了熱能。這些熱能可溶解原本冰凍的彗核，為有機化合物創(chuàng)造一個相對溫暖的液態(tài)環(huán)境。于是，彗星的內(nèi)部就能出現(xiàn)生命的“胚種”。40億年前，這樣的彗星沖進(jìn)了原始地球的大氣層，地球的“生命之樹”從此發(fā)芽了。

然而，對彗星傳播生命理論的支持者而言，存在一個困擾許久的問題：長久以來，人們在彗星物質(zhì)中除了發(fā)現(xiàn)一些可供產(chǎn)生生命的有機化合物外，并未發(fā)現(xiàn)氨基酸。生命的物質(zhì)基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)，而氨基酸則是組成蛋白質(zhì)的基本單位。如果沒有在彗星物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)氨基酸，那么“宇宙胚種論”還值得相信嗎？

1974年，一顆名為“維爾特二號”的彗星靠近地球。在飛越木星時，它被木星巨大的引力拉到了內(nèi)太陽系，它的公轉(zhuǎn)周期也從40年縮短到了6年。這為科學(xué)家研究彗星提供了條件?？茖W(xué)家因此發(fā)射了一個名為“星塵號”的彗星探測器，它飛越了“維爾特二號”彗星。

“星塵號”飛越“維爾特二號”彗星的目的是獲取彗發(fā)中的彗星塵埃。2004年1月2日，“星塵號”在距“維爾特二號”彗星的彗核只有240千米的地方展開了它的塵埃采集器，然后從彗發(fā)中采集到了彗星的塵埃樣本。

幾年以后，即2009年8月，科學(xué)家宣布，他們在“星塵號”帶回的彗星塵埃樣本中首次發(fā)現(xiàn)了一種簡單的氨基酸——甘氨酸。這一發(fā)現(xiàn)在一定程度上支持了地球生命產(chǎn)生于彗星的假說。雖然是簡單的氨基酸，但它們的存在至少為生命的出現(xiàn)提供了可能，也為人們進(jìn)一步研究彗星提供了新的思路。

與彗星“親密接觸”

當(dāng)一顆彗星靠近太陽，便會上演一場精彩大秀。隨著陽光漸漸照亮冰凍的星體，逐漸升高的溫度使彗星表面的物質(zhì)揮發(fā)并逃離彗星。這些被揮發(fā)的物質(zhì)夾雜著氣體與塵埃，在太陽光壓和太陽風(fēng)的作用下形成長達(dá)數(shù)萬千米的彗尾，整個過程伴隨著太陽熱度的增加而愈演愈烈。

假若人們能夠看到一顆彗星在接近太陽時的所有表現(xiàn)，那么，對彗星的了解就會非常全面。這也正是“羅塞塔號”彗星探測器想做的事。2004年3月2日，“羅塞塔號”被阿麗亞娜5型運載火箭送上太空，開始了它的逐星之旅。此行“羅塞塔號”上還搭載了“菲萊”彗星著陸器。2014年11月13日，“菲萊”實現(xiàn)了在丘留莫夫-格拉西緬科彗星（又叫“67P彗星”）上的軟著陸。

與此同時，“羅塞塔號”作為軌道器，繼續(xù)追隨67P彗星一步步地接近太陽。

隨著67P彗星越來越靠近太陽，它冰凍的表面物質(zhì)開始揮發(fā)，從彗星上逃逸的氣體與塵埃形成了長達(dá)數(shù)萬千米的彗尾。而“羅塞塔號”也忠實地記錄了這個過程，并用搭載在其上的儀器研究了彗星的物質(zhì)構(gòu)成，分析了彗星上的物理和化學(xué)變化。

與此同時，著陸67P彗星后的“菲萊”彗星著陸器，發(fā)現(xiàn)了可以形成糖類和氨基酸的分子。糖類和氨基酸是構(gòu)成生命的基石。這一發(fā)現(xiàn)證明，這些最終轉(zhuǎn)化成了地球生物體的有機化合物在太陽系的早期就已經(jīng)存在了。

生命究竟是如何產(chǎn)生的？這是一個非常復(fù)雜的問題，人們還需要進(jìn)行更多的研究。也許我們應(yīng)該重視生命與彗星之間的聯(lián)系。后續(xù)的研究終將破解彗星和生命之間的奧秘。

事實證明，彗星飛臨地球常常成為人類探索、研究、思考宇宙和生命奧秘的契機。此次紫金山-阿特拉斯彗星接近地球，不僅為公眾帶來了“視覺盛宴”，而且也為科學(xué)家研究彗星提供了良機。紫金山-阿特拉斯彗星來自奧爾特云，它的運行周期長達(dá)6萬多年。如果它沒有解體，那么它將在6萬年以后再度與地球重逢。只是不知那時的地球?qū)栽鯓拥拿婷灿铀牡絹怼?/p>