【文╱吳俊輝(台灣大學物理系暨天文物理研究所教授,劍橋大學宇宙學博士)】

 

哈柏太空望遠鏡在今年5月(左)及10月(右)所攝得的艾桑彗星。

 

打自今年初,我就一直收到關於「艾桑彗星」(ISON)的詢問信,因為外傳這顆漸漸接近地球的天體,將於2013年的11月底變得比滿月還亮,成為世紀大彗星!除了一些無稽的世界末日說再次興起之外,一些公家機關及民間單位甚至開始著手籌辦大型活動,以迎接它的到來。但問題是,都已經進入11月了,它在哪呢?它會像當年的哈雷彗星為無數人帶來無限感動,甚至超越哈雷嗎?讓我們以嚴謹的科學立場來一探究竟吧!這其中其實富含了人生哲理,令人玩味。

 

世紀大彗星崛起?

艾桑是在2012年9月被俄國天文台首度發現,當時它還在木星軌道的外圍,由於很亮,是少數在如此遠處即被確認的新彗星。

到了2013年2月,「部分」天文學家根據近兩千筆的觀測資料推測,艾桑將於11月底到達近日點,並受太陽風加熱燃燒而使亮度達到接近-17星等,大約是天狼星(-1.47星等)亮度的一百六十萬倍、滿月(約-12.7星等)亮度的五十倍!連白天都能看到。如果這不是世紀大彗星,那什麼是世紀大彗星?

 

掃把星的宿命

在我們繼續談下去之前,先來認識一下彗星。

彗星就是俗稱的掃把星,由塵埃、細小的岩石顆粒、冰、固態甲烷以及氨等,以不同的比例所構成,有的岩質較多,有的則具較多冰。平常它是不發光的冰凍天體,但在接近太陽時會因表面物質受日照射加熱,而崩解發光漸亮,並於太陽的反方向上形成光亮的尾巴;一旦遠離太陽,彗星就會因溫度降低而再度漸暗失色。

短週期彗星的故鄉,位在海王星軌道之外一個稱為科伊伯帶(Kuiper belt)的區域,其他許多長週期彗星則是來自更遙遠的太陽系邊緣地帶,稱為歐特雲(Oort cloud),是地球到太陽距離的十數萬倍,因此它們平時不易被發現。它們都太陽系形成過程中的殘留物,或可看作太陽系裡的古老化石,研究價值很高,但長期都獨自在外圍徘徊,直到受到其他天體的重力影響而朝向太陽而來。幸運的彗星,會以橢圓軌道穩定地繞行太陽,不幸的彗星,則會直衝太陽或因崩解過度而毀滅消失。和人一樣,彗星其實也各有不同的命運!

 

彗星編碼的玄機

當彗星首度被發現時,科學家會將之分類,目前採用的分類法是1994年由國際天文聯合會(IAU)所制定的,就是那個將冥王星從九大行星中除名的單位。

彗星中,具有穩定週期性軌道的幸運者屬P類,不具週期性、偶然才衝進太陽內側的屬C類,原本存在但後來不幸消失或毀滅的屬D類,行蹤軌跡無法準確判讀的屬X類,而被誤判為彗星的屬A類。

以哈雷彗星為例,它的代碼為1P/1682 Q1,因此屬P類,具有約76年的繞日週期;1682是哈雷發現它的年份;Q是指它被發現的半月份,也就是由A開始每半個月跳一個字母;最後的數字則表示它是這半個月裡第一個被發現的彗星。所以艾桑呢?

 

虎頭蛇尾大失望?

艾桑的正式天體編碼為C/2012 S1(ISON),顯然屬於不具週期性、近來才衝進太陽內側的C類,而ISON一字則是發現它的俄國單位名。由於是第一次接近地球,因此我們對它的成分並不清楚,所以在年初時即有不少學者對其最亮亮度的預測採保留的態度,例如,若其內部岩質較多,則在近日時較不易燃燒發光。

果不其然,近幾個月在哈柏太空望遠鏡等持續監測下,發現艾桑在接近太陽的同時,亮度並不如預期中增加的快速。目前檢討可能的原因有二,其一是它的結構過於鬆散,以致日照所造成的崩解效應過快,使其縮小較快;其二則是它在年初時發生了一氧化碳突發性燃燒,使它當時比該有的亮度還亮,以致部分學者高估。

目前大多數學者認為,艾桑在年底的最亮期間,頂多只和金星一樣亮,不但可能因太靠近太陽而讓亮白的天空阻撓了我們的觀測,而且還可能成為那極為不幸的D類!

 

【完整內容請見《BBC知識國際中文版》第27期(2013年11月號)。版權所有,轉載請註明出處。】

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