美國西南研究院（SwRI）牽頭研制的紫外光譜儀（UVS）日前借助美國宇航局（NASA）“歐羅巴快船”（Europa Clipper）探測器，對星際彗星3I/ATLAS進(jìn)行了關(guān)鍵觀測，并從一個此前幾乎無法實現(xiàn)的獨特視角，完整記錄了這顆來自其他恒星系統(tǒng)的訪客及其雙尾結(jié)構(gòu)。這是3I/ATLAS在今年7月被確認(rèn)進(jìn)入太陽系后，首次在地球與火星觀測都受限的時間段內(nèi)，獲得的高價值遙測數(shù)據(jù)。

3I/ATLAS是迄今已確認(rèn)的第三顆星際天體，它在今年7月被正式認(rèn)定來自太陽系之外的恒星系統(tǒng)，隨后掠過太陽并飛離。搭載于“歐羅巴快船”上的UVS原本用于探測木星冰衛(wèi)星歐羅巴稀薄大氣與冰殼表面的物質(zhì)組成，卻在飛往目的地途中意外“順路”捕捉到這顆星際彗星，為科學(xué)家提供了一次難得的額外科學(xué)機會。歐羅巴快船于2024年發(fā)射，計劃于2030年抵達(dá)木星體系并對歐羅巴實施49次近距離飛掠，其紫外觀測能力專門用于識別氧、氫等原子及分子特征。

3I/ATLAS被發(fā)現(xiàn)后的數(shù)日內(nèi)，NASA噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）的科學(xué)團(tuán)隊迅速計算出其穿越太陽系的軌道，任務(wù)團(tuán)隊隨即注意到，“歐羅巴快船”在2025年11月將處于一個極佳觀測位置。當(dāng)時彗星在天空中接近太陽方向，使得地面望遠(yuǎn)鏡受限嚴(yán)重，而火星附近的觀測窗口也已錯過最佳時機�！皻W羅巴快船”則恰好處在太陽與彗星之間的幾何構(gòu)型上，從一個罕見的“下游”方向回望彗星及其尾部，使其得以在其他平臺“看不到”的時間與角度接力觀測。

彗星通常擁有兩條特征性尾巴：一條為由塵埃組成的塵埃尾，大致沿著彗星繞太陽軌道的反向拖曳；另一條為指向遠(yuǎn)離太陽方向的電離尾（離子尾）�！皻W羅巴快船”此次從更靠近太陽的一側(cè)“逆向”回看，等于站在尾巴后方，沿尾流方向向內(nèi)看向彗核及其周圍彗發(fā)（氣體云），從而獲得了雙尾從“下游”視角的罕見圖像與光譜數(shù)據(jù)。與此同時，歐洲航天局（ESA）的“木星冰衛(wèi)星探測器”（JUICE）上同樣由SwRI參與的UVS儀器則提供了更常規(guī)的、朝向遠(yuǎn)離太陽方向的觀測視角，兩艘探測器同步但視角互補的觀測，為重建彗星尾部幾何結(jié)構(gòu)提供了難得的數(shù)據(jù)組合。

據(jù)介紹，“歐羅巴快船”UVS在觀測數(shù)據(jù)中清晰識別出氧、氫以及與塵埃相關(guān)的光譜特征，表明3I/ATLAS在通過近日點不久經(jīng)歷了顯著增強的氣體和塵埃釋出活動，即所謂“劇烈逸散”階段�？茖W(xué)團(tuán)隊認(rèn)為，這些測量結(jié)果與此前在太陽附近的觀測證據(jù)相互印證，有助于更準(zhǔn)確刻畫該星際彗星在接近太陽時的物理與化學(xué)演化過程。

研究人員指出，UVS尤其擅長測量原子和分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)等“基本躍遷”，因此能夠“看到”水分子在太陽輻射作用下被分解為氫原子和氧原子的過程。通過對這些原子發(fā)射特征的精細(xì)測量，科學(xué)家不僅可以推斷彗星釋放氣體的效率和速率，還能進(jìn)一步追溯其物質(zhì)組成與形成環(huán)境。團(tuán)隊希望，結(jié)合地面望遠(yuǎn)鏡、其他空間探測器以及本次“意外”獲得的獨特視角數(shù)據(jù)，能夠逐步回答這樣的問題：3I/ATLAS在其原始恒星系統(tǒng)中是如何形成的？那些化學(xué)與動力學(xué)過程是否與當(dāng)前關(guān)于太陽系起源的主流理論相似？

任務(wù)團(tuán)隊表示，本次觀測案例顯示，深空探測器在執(zhí)行既定主任務(wù)飛行階段，仍然能在恰當(dāng)?shù)能壍罈l件下為類似星際訪客提供重要補充觀測，拓展任務(wù)科學(xué)回報�！皻W羅巴快船”由JPL代表NASA科學(xué)任務(wù)理事會負(fù)責(zé)管理，并與位于美國馬里蘭州的約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室（APL）等多家機構(gòu)合作研制，未來將在探索歐羅巴是否具備生命潛力的同時，繼續(xù)為行星科學(xué)與星際天體研究提供寶貴數(shù)據(jù)。

編譯自/ScitechDaily