天文學家憑流星雨竟能預判危險彗星軌道？

彗星長期以來一直被視爲預兆和徵兆，這其中的原因很容易理解。它們最初在天空中呈現爲微弱的光斑，有時很快消失，有時變得比行星還亮，還有一條長長的、發光的尾巴。在整個人類歷史中都有對它們的觀測記錄，但直到 18 世紀，天文學家纔開始對一些彗星的迴歸進行預測。

即使在今天，在大多數彗星穿過太陽系內部之前，我們都無法預測其迴歸。如果有這樣一顆彗星恰好朝着地球飛來，我們直到很晚纔會知曉。但由於我們對流星雨的觀測，這種情況可能會改變。

彗星起源於奧爾特雲，這是我們太陽系誕生時留下的冰冷殘餘物，以直徑 10 萬天文單位的球體形式圍繞着太陽。無論是與另一個奧爾特天體的近距離碰撞，還是附近恆星的經過，這些遙遠的冰和岩石塊中的一部分都會被拋向太陽系內部。它們可以從天空的任何方向而來，一旦它們在太陽附近舞動，可能數百年甚至數千年都不會回來。任何週期超過 200 年的彗星都被稱爲長周期彗星，而這些是最難預測的。

大多數長周期彗星對地球沒有威脅。它們可能在傍晚或清晨的天空中顯得明亮，但它們的軌道不與地球的軌道交叉，所以不存在撞擊的風險。但有些長周期彗星可能會對地球構成撞擊威脅。我們知道這一點，一方面是因爲我們之前曾遭受過彗星撞擊，另一方面是因爲我們觀測到了定期的流星雨。

像雙子座流星雨、英仙座流星雨和獵戶座流星雨這類流星雨，是由彗星在穿過地球軌道時留下的塵埃軌跡所導致的。在這些情況下，我們甚至已經將起源彗星確定爲法厄同、斯威夫特-塔特爾和哈雷彗星。但在這些彗星中，只有斯威夫特-塔特爾（勉強算是）是長周期彗星，其軌道週期爲 257 年。

這些彗星和流星雨之間的聯繫是先知曉彗星的軌道，再將其路徑與已知的流星雨相連接從而建立起來的。原則上，我們應該能夠反着來操作。確定流星雨的路徑是怎樣的，然後憑藉它來尋找長周期彗星。隨着像魯賓天文臺這樣的新望遠鏡上線，這種方法可能成爲尋找撞擊威脅的有用工具。最近的一項研究在arXiv預印本服務器上展示了這是如何運作的。

該團隊對週期在 200 至 4000 年的長周期彗星進行了模擬。他們估算了這些假設彗星將會產生的塵埃軌跡，接着着手判定天文學家能否利用這些軌跡逆向操作，在彗星遠離太陽時找到其起源彗星。

鑑於對擁有高分辨率天空勘測的預期，該團隊假定天文學家能夠以魯賓天文臺所預期的分辨率來對其進行觀測。他們發現許多彗星的軌道並不會產生有助於預測的流星雨，但在 17 個案例中，流星雨能夠在這些彗星通常被注意到的數月或數年前就被用於識別它們。

爲了進一步證明這一點，該團隊還對一個被稱爲“西格瑪-水蛇座流星雨”的流星雨進行了研究，這是一個於 12 月初出現的微弱流星雨。直到 2023 年西村彗星出現，西格瑪-水蛇座流星雨的起源才被人們知曉。一旦確定了軌道，天文學家就發現了與西格瑪-水蛇座流星雨可能存在的聯繫。

藉助 2023 年之前有關流星雨的已知觀測情況，該團隊得以確定這顆彗星的可能運行軌道。他們發現，通過類似魯賓的天空搜索，天文學家原本能夠在西村彗星實際被發現的八個月之前就將其找到。