天文学家利用哈勃空间望远镜观测到了3I/ATLAS,它是已知到访我们附近区域的第三个来自太阳系外的天体。这个星际闯入者在接近太阳时,呈现出一场壮观景象,揭示了来自宇宙深处访客的秘密。
3I/ATLAS在距离太阳3.8个天文单位处明显处于活跃状态,其面向太阳炽热一侧的核部会喷射出尘埃,同时背向太阳的一侧有一条微弱的、被辐射压力吹拂形成的彗尾。要知道,3.8个天文单位意味着该天体与太阳的距离几乎是地球与太阳距离的四倍。即便距离如此遥远,太阳的能量已使这个神秘访客发生巨大变化。
与在轨道运行时基本保持不变的小行星不同,3I/ATLAS的表现更像一颗彗星。随着太阳辐射加热其表面,该天体释放出尘埃粒子流,形成一条指向远离太阳方向的独特彗尾。这种活动为天文学家提供了一个难得的机会,去研究完全起源于另一个恒星系统的物质。
由加州大学洛杉矶分校的大卫·朱伊特领导的研究团队,利用哈勃望远镜卓越的分辨率,得以估算3I/ATLAS在升温过程中损失物质的数量。他们计算出,尘埃的质量损失率在每秒6至60千克之间,具体数值取决于被喷射出尘埃粒子的大小。这大致相当于每隔几分钟就损失一辆小汽车的质量,对于这样一个遥远的小天体而言,这是相当可观的量。
研究团队还致力于确定3I/ATLAS本身的大小,但这颇具挑战,因为他们只能看到环绕它的发光尘埃云,而无法直接观测到固体核。通过分析周围彗发的亮度分布,他们估计,假设其对入射光的反射率仅为4%(类似木炭),那么核的有效半径小于2.8千米。
研究星际天体最引人入胜的方面之一,是了解它们的构成以及起源。研究人员发现,如果其活动是由一氧化碳升华(从固态转变为气态)驱动的,那么核的半径不能小于0.16千米;如果是挥发性较弱的分子导致气体逸出,核则必须更大。
这一尺寸限制至关重要,因为它有助于我们了解该天体的成分和历史。不同物质开始升华所需的太阳热量不同,所以通过观察3I/ATLAS何时以及以何种强度变得活跃,就有可能对其构成做出合理推测。
像3I/ATLAS这样的星际访客极其罕见。在这个天体之前,仅确认过另外两个;2017年的‘奥陌陌’和2019年的鲍里索夫。每个天体都为我们了解其他恒星周围的行星系统提供了独特视角,携带着数十亿千米外陌生环境塑造的化学特征和物理特性。
哈勃对3I/ATLAS的这些观测,代表着我们在研究这些宇宙信使的能力上迈出了重要一步,为我们深入了解该天体本身以及将它送上穿越银河系之旅的遥远恒星系统提供了见解。