一颗绿色彗星从太阳系边缘造访我们，天文学家兴奋不已

上次彗星 C/2022 E3 (ZTF) 经过地球时，我们的人类表亲尼安德特人仍在地球上漫游。

这颗彗星于 2022 年 3 月被美国天文学家发现，彗发呈翠绿色，据信它最后一次穿过内太阳系是在大约 5 万年前。它于 1 月 12 日与太阳最近，将于 2 月 1 日飞离太阳系，距离地球仅 2700 万英里。这就是为什么马里兰大学天文学研究生 Carrie Holt 和美国海军学院天文学教授 Matthew Knight 上周在亚利桑那州弗拉格斯塔夫从洛厄尔天文台观察这颗彗星的原因。

霍尔特说：“由于这颗彗星距离地球相当近，我们有一个绝佳的机会来更详细地研究彗发（彗核周围由气体和尘埃组成的云）的成分和结构。”

彗星由冰状挥发物（如水和二氧化碳冰）组成，围绕着岩石物质核心，这些物质来自数十亿年前形成行星的原行星盘。天文学家很难找到它们，除非它们足够接近太阳，挥发物开始升华，而升华正是气体物质产生彗发和彗尾的过程。

卡内基科学研究所天文学家斯科特·谢泼德说：“当彗星表面的水冰开始蒸发时，它们会变得非常明亮。”他指出，大多数彗星在进入土星轨道之前，温度甚至都不足以开始释放气体。

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彗星冰的成分也会决定其外观。霍尔特表示，C/2022 E3 (ZTF) 彗星的绿色色调在同类彗星中很常见，这是由于双原子碳的存在，双原子碳“在与太阳紫外线相互作用时会发出绿光”，她说。

虽然几百年前，专业彗星猎人和业余彗星猎人共用类似的观星设备，但如今大多数彗星都是通过专业数字巡天发现的。例如，彗星 C/2022 E3 (ZTF) 是由加利福尼亚州的 Zwicky 瞬变观测站发现的，该观测站每两天扫描整个北部天空一次，寻找变化——例如突然变亮的彗星的出现。

霍尔特解释说：“在这些巡天之外发现的少数彗星通常是业余天文学家在巡天通常无法到达的天空区域（如太阳附近）中发现的。”2020 年，业余天文学家迈克尔·马蒂亚佐通过梳理太阳和日光层观测站（简称 SOHO 卫星，NASA 和欧洲航天局的联合项目）的数据发现了 C/2020 F8 (SWAN)。

谢泼德表示，太阳系中主要有两类彗星。一类是木星彗星，它们的轨道较短，大约 20 年左右，很少会比这颗气态巨行星的轨道更远。另一类是长周期彗星，其中包括 C/2022 E3 (ZTF)。

“它们的轨道超出了海王星的轨道，”谢泼德说。“它们的轨道非常长”，可能需要数千年才能绕行一圈。与短周期彗星相比，长周期彗星在太阳系内部运行期间相对于地球的速度也快得多，速度达到每秒约 40 英里。短周期彗星的平均速度接近每秒 10 英里。

当发现像 C/2022 E3 (ZTF) 这样的现象时，其坐标会被提交给小行星中心，这是一个致力于追踪彗星、小行星和太阳系其他小天体的国际组织。据 Knight 介绍，该中心使用软件来定位新彗星，并为其规划轨道路径和长度（或周期）。这也可以让科学家预测彗星何时会最接近太阳和地球。

“需要大量的数据才能准确地确定周期有多长，”他说。“所需数据的长度因对象而异，但通常需要数周或数月才能确定周期。”

自去年 3 月以来，天文学家一直在观察彗星 C/2022 E3 (ZTF)，他们相当确信这是一颗长周期彗星，轨道周期约为 50,000 年。这意味着它很可能起源于奥尔特云，这是一层遥远的冰壳，包裹着我们的太阳系，距离地球的距离是太阳距离的 2,000 倍。

“奥尔特云从未被直接观测过，但据信它是由许多在圆形轨道上运行的彗星组成的，”霍尔特说。“经过的恒星或银河潮汐的引力相互作用会扰动这些彗星向内进入椭圆轨道。”

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霍尔特解释说，彗星起源于太阳系的边缘，因此成为研究的一个有趣焦点。“我们研究彗星是因为它们是行星形成过程中留下的组成部分，它们的大部分生命都相对未经加工地存在于寒冷的外太阳系中。当彗星进入内太阳系并开始排气时，我们就能深入了解行星形成期间的条件。我们想了解我们的太阳系是如何形成的。”

如果您有幸能看到彗星 C/2022 E3 (ZTF)——用双筒望远镜或小型望远镜在日落后寻找北方天空的绿色光芒——请记住，您将见证地球形成之前的时间胶囊的缓慢解封。