哈勃證實史上最大的彗星核：彗星的質量或達驚人的500萬億噸

彗星是深空的“居民”，是太陽系中最古老的天體之一。這些冰冷的“樂高積木”是星球建設早期的遺留物。在巨大的外行星之間的“引力彈球遊戲”中，它們被“踢出了”太陽系。這些被“踢出”的彗星在奧爾特雲中居住，這是一個巨大的遠距離彗星庫，環繞着太陽系，一直到數十億英里的深空。

一顆典型的彗星的壯觀的數百萬英里長的尾巴，使它看起來像一個火箭，掩蓋了這樣一個事實，即位於“焰火”中心的來源是一個混合着塵埃的固體冰核。大多數彗核的直徑爲幾英里。但是哈勃天文學家發現了一個巨大的彗星。彗星C/2014 UN271（Bernardinelli-Bernstein）的直徑可能達85英里。

彗星C/2014 UN271是由天文學家Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein在智利Cerro Tololo美洲天文臺的暗能量調查的檔案圖像中發現的。它在2010年首次被偶然地觀測到。在無線電觀測的幫助下，需要在2022年進行哈勃觀測，以便從包裹它的巨大塵埃殼中分辨出固體核。

這顆彗星現在距離太陽不到20億英里，在幾百萬年後將回到奧爾特雲。

哈勃確認了所見過的最大的彗核

美國宇航局的哈勃太空望遠鏡已經確定了天文學家所見過的最大的冰凍彗核的大小。估計直徑約爲80英里寬。這個彗星核比大多數已知彗星的中心部位大50倍。它的質量估計爲驚人的500萬億噸，比發現的離太陽更近的典型彗星的質量大10萬倍。

這顆巨大的彗星，C/2014 UN271（Bernardinelli-Bernstein）正以每小時22000英里的速度從太陽系的邊緣向這裡衝來。但是不用擔心。它永遠不會靠近太陽超過10億英里的距離，這比土星的距離略遠。而這要到2031年纔會發生。

之前的記錄保持者是彗星C/2002 VQ94，其彗核的直徑估計有60英里。它是由林肯近地小行星搜索計劃（LINEAR）項目於2002年發現的。

加州大學洛杉磯分校（UCLA）行星科學和天文學教授David Jewitt說：“這顆彗星實際上是成千上萬顆彗星的冰山一角，這些彗星在太陽系更遠的地方太暗，無法看到。”他是發表在《天體物理學雜誌》雜誌上的這項新研究的共同作者。“我們一直懷疑這顆彗星一定很大，因爲它在這麼大的距離上是如此明亮。現在我們確認它是。”

彗星C/2014 UN271是由天文學家Pedro Bernardinelli和Gary Bernstein在智利Cerro Tololo美洲天文臺的暗能量調查的檔案圖像中發現的。它第一次被偶然觀察到是在2010年11月，當時它距離太陽高達30億英里，這幾乎是到海王星的平均距離。從那時起，地面和天基望遠鏡對它進行了深入研究。

“這是一個驚人的天體，考慮到它在離太陽這麼遠的時候是多麼活躍，”論文的主要作者、澳門科技大學的許文韜說。“我們猜測這顆彗星可能相當大，但我們需要最好的數據來證實這一點”"因此，他的團隊在2022年1月8日利用哈勃拍攝了五張彗星的照片。

測量這顆彗星的挑戰是如何從包裹着它的巨大塵埃彗星中分辨出固體彗核。目前，這顆彗星距離太遠，哈勃無法從視覺上分辨其彗核。相反，哈勃的數據顯示，在彗星的位置有一個明亮的光尖。許文韜和他的團隊接下來製作了一個周圍彗星的計算機模型，並對其進行調整以適應哈勃圖像。然後，彗星的光芒被減去，留下了星狀的核。

許文韜和他的團隊將彗核的亮度與早期來自智利阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）的無線電觀測進行了比較。這些綜合數據制約了彗核的直徑和反射率。新的哈勃測量值與早期來自ALMA的尺寸估計值接近，但令人信服地表明，彗核的表面比以前認爲的更暗。Jewitt說：“它很大，而且比煤還要黑。”

這顆彗星已經向太陽墜落了100多萬年。它來自假設的數萬億彗星的巢穴，稱爲奧爾特雲。擴散雲被認爲有一個內邊緣，是太陽和地球之間距離的2000到5000倍。它的外緣可能至少延伸到離我們太陽最近的恆星--半人馬座阿爾法星系的四分之一處。

奧爾特雲的彗星實際上並不是在離太陽這麼遠的地方形成的；相反，它們是在數十億年前被巨大的外行星之間的“引力彈球遊戲”拋出太陽系的，當時木星和土星的軌道還在不斷髮展。遠處的彗星只有在其遙遠的軌道被一顆經過的恆星的引力拉扯所幹擾時，纔會向太陽和行星返回--就像把蘋果從樹上搖下來一樣。

伯納迪內利-伯恩斯坦彗星遵循一個長達300萬年的橢圓軌道，使它離太陽最遠的地方大約有半光年。這顆彗星現在距離太陽不到20億英里，幾乎垂直於我們太陽系的平面落下。在這個距離上，溫度只有大約零下348華氏度。然而，這個溫度足以讓一氧化碳從表面昇華，產生塵埃狀的彗星。

Bernardinelli-Bernstein彗星爲奧爾特雲中彗星的大小分佈提供了一條寶貴的線索，因此也爲其總質量提供了線索。對奧爾特雲質量的估計差別很大，高達地球質量的20倍。

奧爾特雲是由荷蘭天文學家 Jan Oort在1950年首次提出的假設，但它仍然是一個理論，因爲組成它的無數彗星太過微弱和遙遠，無法被直接觀測到。具有諷刺意味的是，這意味着太陽系最大的結構幾乎是看不見的。據估計，美國宇航局的兩個旅行者號航天器再過300年也不會到達奧爾特雲的內部領域，可能需要長達30000年的時間才能穿過它。

間接證據來自於可以追溯到這個“巢穴”的墜落彗星。它們從各個不同的方向接近太陽，這意味着雲層必須是球形的。這些彗星是早期太陽系成分的深凍樣本，保存了數十億年。奧爾特雲的真實性得到了太陽系形成和演變的理論模型的支持。通過深空探測和多波長觀測收集到的觀測證據越多，天文學家就越能理解奧爾特雲在太陽系演變中的作用。