C/2012 S1 ISON (艾桑) 世紀大彗星?!

文/林忠義 助理研究學者

C/2012 S1 (ISON) 在2012年9月發現之初曾被認為在其近日點(2013年11月底)有望達到滿月的亮度(負15等),其彗尾也可橫跨於北半球冬季的夜空中,甚至更有預測白天也應該可以看到艾桑彗星的身影,如同Lieve Pietersz Verschuier畫家所畫的彗星C/1680 V1(Kirch/牛頓彗星)(圖一)。

圖一:17世紀中,彗星 C/1680 V1在其近日點(1680年12月18日)前,畫家Lieve Pietersz Verschuier畫出彗尾橫跨天際的模樣。
(圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Verschuier1680.jpg)

然而在一連串的觀測後(見1,2,3敘述),天文學家覺得這顆彗星的亮度雖達不到預期的亮度,但也會成為今年少數幾顆肉眼可見的彗星。

1. 艾桑彗星從外太陽系進入到內太陽系時,在十月初軌道恰好從火星旁約0.07AU處飛掠(圖二)。NASA科學家決定從九月底至十月初,利用正在火星表面探測的好奇號(Curiosity)與機會號(Opportunity)、火星全球勘測軌道衛星(Mars Reconnaissance Orbiter,MRO)上的HiRISE儀器來偵測彗星大氣和彗尾。其中HiRISE已經在9月29日,10月1日與2日分別偵測到艾桑彗星, 研究人員 Alan Delamere 與 Alfred McEwen表示(http://www.uahirise.org/releases/ison.php )愛桑彗星雖有會髮但仍處與活躍相對低的狀態,不過這些低活躍程度的影像卻是計算出彗核大小最佳利器(彗核大小約兩公里)。除此之外,另有其它NASA的太空船以及在國際太空站上的太空人,也都會陸續加入艾桑彗星的觀測行列(圖三)。

圖二:艾桑彗星與火星近距離接觸的示意圖(NASA)
(圖片來源:http://newswatch.nationalgeographic.com/files/2013/09/ISON-Mars-diagram.jpg)
圖三:NASA太空船觀測艾桑彗星的計劃 (圖片來源:
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/ISON_Assets_20130722.jpg)

2. Dr. Ferrin (http://arxiv.org/pdf/1310.0552.pdf )表示:艾桑彗星的前景並不光明。從今年1月中旬以來亮度並未隨著彗星漸漸靠近太陽而有明顯的上升,反而在14~15等的亮度維持約9個月之久!Dr. Ferrin指出其原因可能是因為這顆彗星內部所含的冰物質已經接近耗盡;Dr. Ferrin也利用資料庫的檔案比較曾經觀測過彗星的光度,發現這光度停滯的現象似乎與彗星 C/1996 Q1(Tabur)與C/2002 Q4 (Hönig)類似,不幸的是這兩顆彗星在光度停滯後都消失或分解了。目前艾桑彗星的亮度已經持續在增加,這顯示艾桑彗星表面的其它冰凍物質隨著彗星不斷接近太陽已開始逐漸融化揮發,而之前彗星亮度停滯不前可能是彗星外部被一層塵埃包裹,這些塵埃吸收了所有的水氣和其它氣體;或是由CO2支配的噴發氣體(outgassing)在H2O冰晶成為主要支配前已經噴發殆盡。

3. NASA哈勃太空望遠鏡 (Hubble Space Telscope)最新公佈的照片(圖四)顯示彗核中心似乎沒有其它小型分裂物(fragments)圍繞,這也顯示目前彗核結構依舊完整,也持續噴發出氣體與塵埃。A’Hearn 從最新監測指出,艾桑彗星或許不是一顆世紀大彗星,但也稱得上是今年少數值得期待的彗星!

圖四: 這張照片是艾桑彗星與火星近距離接觸後於火星軌道內側拍攝到(2013年10月9日),藍綠色部分為氣體CN/C2,白色部分為灰塵粒子反射太陽光並受光壓與重力的作用而形成的灰塵尾。 (圖片來源:
http://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/946xvariable_height/public/comet-ison.jpg?itok=RyZMYWB)

艾桑彗星的運行路徑,天文學家們預計這次將是它第一次,也是最後一次進入內太陽系,因為它將很有可能被太陽的重力撕裂而灰飛煙滅。根據目前估算艾桑彗星將於今年11月28日從距離太陽約116.5萬公里(約2.7個太陽半徑)處掠過,屆時彗核表面溫度約為三千度,此一溫度足以融化很多金屬,如果艾桑彗星順利倖存下來,那今年12月北半球的夜空將是精彩可及。圖五為艾桑彗星在日出前從九月到十二月的預測位置。

圖五:利用星圖軟體繪製艾桑彗星在天空的位置圖