新型望远镜如何改写天文学？鲁宾天文台启航，暗彗星发现或将迎井喷

在维拉·C·鲁宾天文台今年投入运行后，也许能利用它揭示大量暗彗星的奥秘

艺术家绘制的太阳系外围暗彗星概念图。

（图源：美国航空航天局/喷气推进实验室 – 加利福尼亚理工学院）

2025年，在观测新的暗彗星方面，可能会出现破纪录的发现。

2017年，天文学家发现了星际访客奥陌陌（一颗经过太阳系的系外天体）。2023年报道了七颗太阳系内的近地暗彗星。而后，恰逢新年之际，2024年12月，我们知晓的暗彗星数量已经翻倍，并且科学家发现它们存在两种不同类型。

最令人振奋的是，美国国家科学基金会与能源部联合建造的维拉·C·鲁宾天文台的时空遗产巡天计划计划于2025年7月4日开启首次观测。在这新的一年中，新一代天文台或将带来众多新暗彗星的发现。

彗星到底为何引人关注？

除了行星，太阳系里还存在大量更小的、直径约千米级的岩石天体，我们称之为彗星和小行星。这些天体是太阳系早期形成行星过程中遗留的“化石”，也代表着构成行星的基本单元。因此，它们的化学成分蕴藏着地球生命起源过程的关键信息。

最重要的是，这些天体能在太阳系内运输物质。我们至今仍不确定海洋的起源——正有科学家认为，地球上的水可能来自太阳系外围的彗星和小行星。

普通彗星与暗彗星有何区别？

传统定义中，彗星与小行星的区别在于，前者拥有美丽的彗尾，而后者没有。这些由尘埃构成的彗尾（或彗发）之所以能形成，是因为彗星内部存在冰物质。

当彗星接近太阳时，阳光加热冰物质使其升华，从固态直接转为气态。随后通过排气作用，气体携带冰物质中和彗星表面的尘埃颗粒脱离本体。这些尘埃物质将阳光反射到地球，就形成了可见的美丽彗尾。

彗星还具有非引力加速现象，这与它们的运动息息相关。当物质从彗星表面喷发时，会产生类似火箭推进的反冲力，在原有太阳引力轨道顶端形成额外的非引力加速度（，从而可能改变彗星的运动轨道）。

尽管暗彗星看起来没有彗尾，但仍像普通彗星一样在轨迹中表现出显著的非引力加速现象。

如何发现暗彗星？

2017年，首颗已知的星际天体“奥陌陌”在穿越太阳系的过程中被发现。该天体具备暗彗星所有特征——全无彗尾，却存在显著非引力加速现象。于是，有关该天体的起源假说层出不穷，从暗彗星到外星智慧生物制造的光帆，不一而足。

2023年发表的两篇论文阐释了七颗状似非活跃小行星的天体的非引力加速现象。它们存在彗星特有的加速现象，却没有明显慧尾，因此被称为暗彗星。

就在24年11月，我们又新发现七颗暗彗星，使已知总数达到14颗（不含奥陌陌）。

最激动人心的是，我们还发现太阳系暗彗星存在两种类型：内暗彗星，较小（约10米），运行于近圆轨道；外暗彗星，较大（约1公里），运行于远椭圆轨道。

内外两类暗彗星的轨道示意图。（图源：达里尔·塞利格曼/美国国家科学院）

我们为何期待新的一年？

即使不考虑鲁宾天文台，暗彗星发现前景也足够令人振奋。

从2017年奥陌陌到2024年两类暗彗星的发现，我们探测到新暗彗星的速率正逐年激增。按此趋势，2025年必将带来更多新发现。

我们推测现有数据尚未揭示的暗彗星数量可能极为庞大，当前的发现或许只是冰山一角：太阳系中可能潜藏着更多暗彗星，等待在新的一年里被我们发现。

不过最值得期待的是，今年启用的鲁宾天文台必将观测到更多新的暗彗星。这座位于智利阿塔卡马沙漠的观测站配备了史上最大相机，每晚扫描整个南天球，灵敏度比现有巡天系统高五个数量级，强大到能捕捉任何天体的移动轨迹。

比起现有的望远镜，该设备还能发现更小的天体，甚至可能揭示新的暗彗星。

2025年，这新的一年不仅将迎来有史以来最强大的天文望远镜，更有望收获众多暗彗星新发现。

相关知识

彗星（希腊语：Κομήτης），俗称扫把星，是由冰构成的太阳系小天体（SSSB）。当朝向太阳接近时，会被加热并且开始释气，展示出可见的大气层，也就是彗发，有时也会有彗尾。这些现象是由太阳辐射和太阳风共同对彗核作用造成的。彗核是由松散的冰、尘埃和小岩石构成的，大小从P/2007 R5的数百米至海尔博普彗星的数十公里不等，彗尾可能延伸长达一天文单位。

BY:Darryl Seligman

FY: 雨上萧

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