5万年一遇的彗星来了!这份一生仅一次的观测指南,速速收下

早在千百年前,科学技术尚不发达、对宇宙星辰奥秘地探索也尚不成熟的时候,古人就已关注到天空中偶然会出现、不同寻常的怪异天体——彗星,甚至还会将彗星的出现和国运挂钩,并将其称作“扫把星”。

不过,随着科学技术的不断进步,我们对于彗星已经有了更加深刻的了解。

截至目前,人类已经发现的彗星有4446颗,而根据科学家推测,在彗星的“老家”——遥远的奥尔特云附近,有约一兆颗(1后面12个0)彗星在游荡

500彗星。图库版权图片,不授权转载

然而,每年能够用肉眼直接观测到的大彗星却屈指可数。

这是因为众多彗星中,要么距离太远,压根找不着,要么需要借助专业望远镜,才能勉强拍到。如今的彗星早就不再是令人闻风丧胆的“扫把星”,而是成为了天文爱好者们竞相追逐的“明星”,普通人也期待着能够有机会一睹“芳容”。

幸运的是,最近,一颗绿色彗星正在“逼近”地球,预计于北京时间2月2日经过近地点

对于这颗即将近距离造访地球的天外来客,想必大家一定会有很多问题——它的名字C/2022 E3(ZTF)是怎么来的?它看起来究竟是什么样子?五万年一遇的大彗星怎么观测才好?……别急,这篇文章里全都有!

一万年太久,只争朝夕!今天,我们就一起了解这颗2023年度最值得关注的大彗星——C/2022 E3(ZTF)(以下简称E3彗星)。

01

“身世”揭秘:

从小行星到亮彗星

彗星的命名有一定的规律可循,通过E3彗星的编号,我们可以大致了解其“身世”。

C/2022 E3(ZTF),字母C代表非周期彗星或周期大于200天的彗星,而短周期彗星则用P表示。例如,第一颗被确认周期的哈雷彗星被命名为1P/1682 Q1。

对于此次的C/2022 E3(ZTF)彗星,2022代表彗星被发现的年份,E3中的E代表发现月份,按规定以每半个月为单位,用英文字母表示发现月份,E3即表示三月上半月所发现的第3颗彗星。括号中的ZTF则代表了发现这颗彗星的设备——兹威基暂现源巡天(Zwicky Transient Facility)。

500发现E3彗星的望远镜。图片来源:ZTF官网

天文学家于2022年3月2日在ZTF所拍摄的照片中最先发现了一个移动的小点,由于看不清细节,起初该小点被认为是一颗未知的小行星。然而,随后在更多望远镜长时间曝光拍摄的图像中,人们辨识出了一些彗星的结构,才得以为E3彗星“验明真身”。

由此,地面望远镜也开始了对这颗彗星的持续监测工作。随着时间的推移,E3彗星慢慢靠近太阳,幸运地保全了自身结构,其亮度也稳步爬升。

500E3彗星亮度随时间变化曲线。图片来源:COBS

2022年底,科学家根据观测数据推测(现已证实),它的亮度会小于6等,也即突破人眼观看的星等极限,从而成为能够通过肉眼直接欣赏的大彗星。

1月12日,E3彗星来到近日点附近,即距离太阳最近的点。此时,其距离太阳1.1AU,也就是1.66亿公里,略远于地球与太阳的距离1AU,亮度达到7等左右。

彗星在太阳系运动时会不断抛洒物质,距离太阳越近,受太阳高温、引力和太阳风等因素的影响越大,历史上就有很多令人期待的大彗星被太阳分解破裂的情况发生。

E3彗星在安全度过距离太阳最近阶段的危险期后,逐渐靠近地球,亮度也继续提升。最近几天,世界各地不少天文爱好者们已经拍到甚至看到了这颗天外来客。

02

形态独特:

带着两个尾巴的“小毛球”

彗星之所以为人们所格外关注,很重要的一个原因是相貌上的独特性。彗星与夜空中的恒星、行星甚至星系都不同。中国古人称它为“扫把星”,天文领域则通常用“脏雪球”来形容彗星。

彗星结构通常分为三大部分——彗核、彗发和彗尾。彗星中心比较明亮的部分是彗核,主要由水冰、石块、冻结的气体(二氧化碳、甲烷、氨)等混合组成,就好比一个在星际间滚动的“脏雪球”。

当这个“脏雪球”飞向太阳时,受太阳风的影响,彗核表面的冰会蒸发成气体,包围在彗核周围形成云雾状的彗发,彗发和彗核合称“彗头”;彗发外围更加松散的气体和尘埃则洒向太空,分别对应形成“离子尾”和“尘埃尾”两种彗尾。

与恒星行星相比,受太阳照射导致气体不断变化,彗头看起来朦朦胧胧,并不特别清晰透亮,所以在地球上看,彗星就像是带着两个尾巴的“小毛球”。

5002023年1月20日拍摄的E3彗星。图片来源:Gerald Rhemann

国外天文摄影大师杰拉德·雷曼(Gerald Rhemann)曾利用30厘米望远镜在自家后院拍摄E3彗星,分别由在可见光波段曝光12分钟、红绿蓝三个波段曝光2分钟的四张图像叠加而成。明亮的彗核、绿色的彗发、较粗的尘埃尾和细长的离子尾都清晰可见。其中,绿色部分主要来自E3彗星内含有的双原子碳和氰化物所发出的颜色

彗星不仅美丽,还很多变。宇宙中的绝大多数天体,在相当长的时间尺度范围里,在地球上看起来都是几乎不变的。而随着相对太阳距离位置的不断改变,彗星的彗头大小形状、彗发的样子和方向都在不断地变化着,整体呈现出婀娜多姿的形态。

500E3彗星不同时间形态变化。图片来源:Dave_StarGeezer

03

观测“攻略”:

在冬夜邂逅万年一遇的E3彗星

在专业望远镜和相机长时间曝光下,E3彗星美丽的形态和变化的身姿令人着迷。那么,如何才能在夜空中成功找到并顺利观赏它呢?我们实际看到的E3彗星与所拍摄的彗星照片相比又有哪些不同之处呢?

彗星每晚在夜空中的位置都会变化。2月2日,它会来到距离地球最近的近地点,届时,亮度也会达到最亮。当晚,E3彗星位于鹿豹座,明亮的月光会使得彗星看起来略显暗淡。

虽然彗星周围没有太多亮星帮助定位,但可以借助北极星、五车二两颗亮星连线的中心点,来找寻“绿色小毛球”的身影。倘若能够使用专业望远镜或者双筒望远镜的话,对于寻找彗星则会更加方便。

需要注意的是,彗星并不会像照片中所呈现的一般明亮清晰,但如果你通过望远镜在相应位置附近看到了朦朦胧胧的小光点,那很大概率就是E3彗星了。

若是没有望远镜,只用肉眼观测的话,则只能在远离城市灯光、天气晴朗的地方,才有可能直接目视观测到。

500过近地点时彗星在夜空位置图。图片来源:Stellarium

过近地点后,E3彗星的亮度会逐渐降低,随着日期推移,逐渐从北方低空向西北方向高空移动。此时,我们可以继续在夜空中寻找一些著名的天体,在特定的时间,我们就可以借助夜空中其他熟悉天体的“帮助”,用望远镜找到悄悄来到它们身边的E3彗星。

2月6日,你可以在御夫座亮星五车二下方不远处找到E3彗星,当然,满月会不可避免的影响观测效果。

2月12日,E3彗星会来到离火星最近的位置附近,你可以尝试拍摄红色耀眼的火星与绿色暗淡小毛球E3的同框照。

2月15日前后,在地球上看,E3彗星又“走”到金牛座牛眼上的亮星——毕宿五的身旁,此时还有著名的疏散星团——毕星团作为背景。在这段时间内,月亮后半夜升起,在没有月亮的前半夜观测条件更佳。

再往后,彗星亮度越来越暗,周围又没有太多亮星参照,不再适合普通人观测了。

500E3彗星在天空中的运行轨迹 日期后括号里是预测的亮度。图片来源:Stellarium

作为一颗长周期彗星,E3彗星此次近距离靠近地球后,将慢慢远去,最终永远离开太阳系;也有可能受到周围天体和环境的扰动,改变轨道在数百万年后再次回归,当然这种可能微乎其微。

虽然用肉眼和普通双筒望远镜看起来,它只是一个朦朦胧胧的小亮点,远没有天文摄影照片中那么美丽多姿。但我们在有生之年,也只有最近这段时间能够看到它。

如果你热爱头顶的星空,不妨走出室外,去迎接与E3彗星一生只有一次的邂逅吧!

E3彗星在空间中的轨道运动示意(视频在近日点近地点近火点附近时稍作停留)。视频来源:theskylive

出品|科普中国

作者|序列号

监制|中国科普博览

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