“好惊讶！”– NASA的系外行星狩猎任务引爆了一颗爆炸的彗星

该动画显示了2018年9月26日发生的46P / Wirtanen彗星的粉尘，冰和气体爆炸性爆发，并在接下来的20天内消散。这些图像是由美国国家航空航天局（NASA）的TESS航天器在爆发的前三天中每三个小时拍摄的。

马里兰州大学公园分校的马里兰大学（UMD）的天文学家利用来自NASA的过渡系外行星测量卫星（TESS）的数据，捕获到了清晰的从开始到结束的图像序列，该序列是爆炸过程中尘埃，冰和气体的爆炸性排放。在2018年末对46P / Wirtanen彗星的近距离观测。这是迄今为止自然发生的彗星爆发的形成和消散的最完整，最详细的观察结果。团队成员在2019年11月22日的《天体物理学期刊快报》上报告了他们的结果。

“ TESS一次花费近一个月的时间对天空的一部分进行成像。UMD天文系研究科学家，该研究论文的主要作者托尼·法纳姆（Tony Farnham）表示，由于没有白天和黑夜的休息，也没有大气干扰，所以我们得到了一套非常统一，持续时间很长的观测结果。“当彗星绕太阳运行时，它们可以通过TESS的视野。Wirtanen对我们来说是一个高度优先的事项，因为它在2018年末采取了密切的措施，因此我们决定将其在TESS图像中的外观用作测试用例，以期了解我们可以从中获得什么。我们这样做了，感到非常惊讶！”

“虽然TESS是发现附近明亮的恒星运行的行星的动力源，但是它的观测策略却使更多令人兴奋的科学工作变得更加活跃，”位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的TESS项目科学家帕迪·博伊德（Padi Boyd）说。“自从TESS数据通过NASA的米库尔斯基太空望远镜存档（MAST）迅速发布以来，令人兴奋的是，科学家们确定了哪些数据对他们感兴趣，然后进行了系外行星以外的所有其他偶然科学。”

正常的彗星活动是由太阳光使原子核表面附近的冰蒸发而驱动的，流出的气体将灰尘从原子核中拖出，形成了彗形象差。但是，众所周知，许多彗星偶尔会自发爆发，这可能会极大地增加彗星的活动能力。目前尚不清楚是什么原因导致爆发，但它们与彗星表面的状况有关。已经提出了许多潜在的触发机制，包括热事件和热机械事件，在热事件中，热波会渗透到高度挥发的冰袋中，导致冰迅速蒸发并产生活动爆炸；在机械事件中，悬崖坍塌，使新鲜的冰暴露在直射的阳光下。因此，对爆发行为的研究，尤其是在难以捕获的早期增亮阶段，可以帮助我们了解彗星的物理和热学性质。

尽管Wirtanen于2018年12月16日最接近地球，但爆发始于2018年9月26日。爆发的初期增亮发生在两个不同的阶段，持续一个小时的闪光，随后是一个逐渐渐变的第二阶段，此阶段又持续变亮了8个小时。第二阶段可能是由于爆发中彗星尘埃逐渐散布造成的，这导致尘埃云整体上反射了更多的阳光。在达到峰值亮度后，彗星在超过两个星期的时间内逐渐褪色。由于TESS每30分钟拍摄一次详细的合成图像，因此该团队能够查看每个阶段的精妙细节。

“有了20天的非常频繁的图像，我们可以非常轻松地评估亮度的变化。这就是TESS的目的，是作为系外行星测量师执行其主要工作，” Farnham说。“我们无法预测何时会发生彗星爆发。但是，即使我们以某种方式有机会安排这些观察，我们在时间安排方面也做得更好。爆发仅在观测开始几天后就发生了。”

该团队对爆炸中可能喷出了大约100万公斤（220万磅）的物质进行了粗略的估计，这可能使陨石坑留在了大约20米（约65英尺）宽的彗星上。进一步分析尘埃尾部中的估计颗粒大小可能有助于改进此估计。观察更多的彗星也将有助于确定在彗星爆发中多阶段增亮是罕见的还是司空见惯的。

TESS还首次检测到Wirtanen的尘埃迹。与彗星尾巴不同的是，彗星后面跟随着气体和细小的尘埃，随着接近太阳而逐渐增长，彗星的踪迹是一块较大的碎片，跟踪着彗星绕太阳行进时的轨道轨迹。与尾巴不同，尾巴会随着太阳风的吹拂而改变方向，而尾随时间的方向则大致保持不变。

“这条轨迹更紧密地沿着彗星的轨道运动，而尾巴则偏离了它，因为它受到太阳辐射压力的推动。UMD天文系副研究员，该研究论文的合著者Michael Kelley说，这条线索的重要意义在于它包含了最大的材料。尾尘非常好，很像烟。但是踪迹的灰尘要大得多，更像沙子和鹅卵石。我们认为，彗星会通过尘埃痕迹损失大部分质量。当地球碰到彗星的尘埃踪迹时，我们就会流星雨。”

尽管当前的研究描述了初步结果，但Farnham，Kelley及其同事希望对Wirtanen以及TESS视野中的其他彗星进行进一步的分析。法纳姆说：“我们也不知道是什么导致自然爆发，而这最终是我们想要找到的东西。”TESS进行观测的同一天上至少还有四颗彗星，在头两年的TESS数据中，预计总共有约50颗彗星。这些数据可能有很多。

TESS是由麻省理工学院在马萨诸塞州剑桥市领导和运营的一项NASA天体物理学探索者任务，由NASA的戈达德太空飞行中心进行管理。其他合作伙伴包括位于弗吉尼亚州福尔斯彻奇的诺斯罗普·格鲁曼公司；美国国家航空航天局位于加利福尼亚硅谷的艾姆斯研究中心；位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛-史密森天体物理学中心；麻省理工学院的林肯实验室；和巴尔的摩的太空望远镜科学研究所。全世界有十多所大学，研究机构和天文台参加了这次任务。

参考：Tony L.Farnham，Michael S.P.Kelley，Matthew M.Knight和Lori M.Feaga的 TESS彗星46P / Wirtanen观测的初步结果，天体物理学杂志快报。DOI：
10.3847 / 2041-8213 / ab564d