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射电望远镜听到了一颗掠日彗星最后的呼吸

克罗伊茨掠日彗星是一个仿佛一心求死的彗星家族。它们的轨道会把它们带到离太阳极近的地方,进入太阳引力足以把天体撕碎的区域。人们认为它们全都是很久以前瓦解的同一颗来自遥远奥尔特云的彗星的碎片。本世纪迄今,从地面只发现过三颗。研究它们是难得的机会:它们剧烈的活动和碎裂可以暴露出彗核深处的物质,而不仅仅是其表面。

第三颗是C/2026 A1 (MAPS)彗星,由A. Maury、G. Attard、D. Parrott和F. Signoret于2026年1月发现,发现时的距离对这类彗星而言创下了纪录:日地距离的2.1倍。它的轨道周期约为1,700年,预计于4月4日以仅0.006个天文单位的距离掠过太阳。詹姆斯·韦布空间望远镜估计其彗核直径为0.4千米。

它最终没能做到。4月4日,在距最接近太阳还有约两小时的时候,这颗彗星解体了。SOHO探测器看着它消失在遮挡太阳强光的圆盘后面,又从另一侧以一团尘埃的形态重新出现;STEREO探测器则从另一个角度看到它化为尘埃。

望远镜前的三天

就在终结之前的三天里,即4月1日至3日,马德里天体生物学中心的Amélie Godard Palluet和Víctor Rivilla,与巴黎天文台和NASA戈达德太空飞行中心的同事一起,把西班牙内华达山脉的IRAM 30米射电望远镜对准了这颗彗星。当时它距太阳0.23至0.10个天文单位。4月3日之后,彗星在天空中离太阳太近,望远镜已无法安全地指向它。

他们调谐到氰化氢(HCN)位于265.886吉赫的射电信号——并且每天都探测到了它。这是首次在克罗伊茨掠日彗星中探测到HCN,也是首次在这类彗星中以毫米波段探测到任何分子。在此之前,只在其中一颗——1965年的池谷-关彗星——中以可见光观测到过几种简单分子(CH、CN、C₂和C₃)。

在离太阳如此近的地方,阳光大约12分钟就能把HCN分解掉。这使得每次测量都成为新近释放气体的一张快照,让团队几乎能实时追踪这颗彗星的呼吸。

终结前夕的一次爆发

彗星的HCN释放量从4月1日到2日增加了20%,随后从2日到3日猛增350%以上。这一增长的大部分符合彗星的常规规律——释放量与到太阳距离的平方成反比增长——但并非全部。团队观测到了两次爆发:4月1日一次较弱的爆发,以及4月3日一次强烈的爆发,当时释放量在17分钟内跃升75%以上,随后下降了四分之一。

把这次爆发期间的气体加总起来,得到99,000千克HCN。在彗星中,每个HCN分子通常伴随着约一千个水分子;这意味着约66,000吨水,即彗星质量的0.4%左右。如果算上随气体一起被带走的尘埃,损失可能达到1.2%之多。如果铺成一层5米厚的层,它可以覆盖边长163至282米的正方形,而彗核直径为400米。

不到24小时后,这颗彗星就消失了。作者认为,这次爆发可能促成了它的解体,这支持了这样一种观点:不规则的气体喷流——它们会推动、旋转和扭转彗核——也能把彗星撕碎,而不仅仅是太阳的潮汐力。

早已幸存过的货物

其他研究表明,C/2026 A1是亚里士多德在公元前372年看到的那颗彗星的第二代碎片,也是公元363年那颗彗星的碎片。如果是这样,它此前已经两次穿过太阳附近的那个毁灭性区域。在它身上发现HCN表明,脆弱的挥发性分子能够挺过如此极端的近日飞掠:多孔的彗核使热量只能烘烤它的外层。

团队还搜寻了另外六种分子;没有一种被确切探测到,不过仍有HNC的迹象。这次观测有赖于及早捕捉到这颗彗星——也有赖于一台能够指向距太阳仅5度之处的射电望远镜,而ALMA等天文台无法观测那里。