新型望遠鏡如何改寫天文學？魯賓天文臺啟航，暗彗星發現或將迎井噴

在維拉·C·魯賓天文臺今年投入運行后，也許能利用它揭示大量暗彗星的奧秘

藝術家繪制的太陽系外圍暗彗星概念圖。

（圖源：美國航空航天局/噴氣推進實驗室 – 加利福尼亞理工學院）

2025年，在觀測新的暗彗星方面，可能會出現破紀錄的發現。

2017年，天文學家發現了星際訪客奧陌陌（一顆經過太陽系的系外天體）。2023年報道了七顆太陽系內的近地暗彗星。而后，恰逢新年之際，2024年12月，我們知曉的暗彗星數量已經翻倍，并且科學家發現它們存在兩種不同類型。

最令人振奮的是，美國國家科學基金會與能源部聯合建造的維拉·C·魯賓天文臺的時空遺產巡天計劃計劃于2025年7月4日開啟首次觀測。在這新的一年中，新一代天文臺或將帶來眾多新暗彗星的發現。

彗星到底為何引人關注？

除了行星，太陽系里還存在大量更小的、直徑約千米級的巖石天體，我們稱之為彗星和小行星。這些天體是太陽系早期形成行星過程中遺留的“化石”，也代表著構成行星的基本單元。因此，它們的化學成分蘊藏著地球生命起源過程的關鍵信息。

最重要的是，這些天體能在太陽系內運輸物質。我們至今仍不確定海洋的起源——正有科學家認為，地球上的水可能來自太陽系外圍的彗星和小行星。

普通彗星與暗彗星有何區別？

傳統定義中，彗星與小行星的區別在于，前者擁有美麗的彗尾，而后者沒有。這些由塵埃構成的彗尾（或彗發）之所以能形成，是因為彗星內部存在冰物質。

當彗星接近太陽時，陽光加熱冰物質使其升華，從固態直接轉為氣態。隨后通過排氣作用，氣體攜帶冰物質中和彗星表面的塵埃顆粒脫離本體。這些塵埃物質將陽光反射到地球，就形成了可見的美麗彗尾。

彗星還具有非引力加速現象，這與它們的運動息息相關。當物質從彗星表面噴發時，會產生類似火箭推進的反沖力，在原有太陽引力軌道頂端形成額外的非引力加速度（，從而可能改變彗星的運動軌道）。

盡管暗彗星看起來沒有彗尾，但仍像普通彗星一樣在軌跡中表現出顯著的非引力加速現象。

如何發現暗彗星？

2017年，首顆已知的星際天體“奧陌陌”在穿越太陽系的過程中被發現。該天體具備暗彗星所有特征——全無彗尾，卻存在顯著非引力加速現象。于是，有關該天體的起源假說層出不窮，從暗彗星到外星智慧生物制造的光帆，不一而足。

2023年發表的兩篇論文闡釋了七顆狀似非活躍小行星的天體的非引力加速現象。它們存在彗星特有的加速現象，卻沒有明顯慧尾，因此被稱為暗彗星。

就在24年11月，我們又新發現七顆暗彗星，使已知總數達到14顆（不含奧陌陌）。

最激動人心的是，我們還發現太陽系暗彗星存在兩種類型：內暗彗星，較小（約10米），運行于近圓軌道；外暗彗星，較大（約1公里），運行于遠橢圓軌道。

內外兩類暗彗星的軌道示意圖。（圖源：達里爾·塞利格曼/美國國家科學院）

我們為何期待新的一年？

即使不考慮魯賓天文臺，暗彗星發現前景也足夠令人振奮。

從2017年奧陌陌到2024年兩類暗彗星的發現，我們探測到新暗彗星的速率正逐年激增。按此趨勢，2025年必將帶來更多新發現。

我們推測現有數據尚未揭示的暗彗星數量可能極為龐大，當前的發現或許只是冰山一角：太陽系中可能潛藏著更多暗彗星，等待在新的一年里被我們發現。

不過最值得期待的是，今年啟用的魯賓天文臺必將觀測到更多新的暗彗星。這座位于智利阿塔卡馬沙漠的觀測站配備了史上最大相機，每晚掃描整個南天球，靈敏度比現有巡天系統高五個數量級，強大到能捕捉任何天體的移動軌跡。

比起現有的望遠鏡，該設備還能發現更小的天體，甚至可能揭示新的暗彗星。

2025年，這新的一年不僅將迎來有史以來最強大的天文望遠鏡，更有望收獲眾多暗彗星新發現。

相關知識

彗星（希臘語：Κομ?τη?），俗稱掃把星，是由冰構成的太陽系小天體（SSSB）。當朝向太陽接近時，會被加熱并且開始釋氣，展示出可見的大氣層，也就是彗發，有時也會有彗尾。這些現象是由太陽輻射和太陽風共同對彗核作用造成的。彗核是由松散的冰、塵埃和小巖石構成的，大小從P/2007 R5的數百米至海爾博普彗星的數十公里不等，彗尾可能延伸長達一天文單位。

BY:Darryl Seligman

FY: 雨上蕭

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