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一颗彗星闯入强大望远镜视野，揭示了天文学家罕见所见
这张意外的图像揭示了一颗彗星表面，与它外观相似的小行星截然不同。
来源:ZME科学一颗彗星悄然出现在世界上最大型望远镜之一拍摄的图像中，未被察觉。近十年后，天文学家意识到这一宇宙“照片炸弹”捕捉到了极难见到的东西：一颗被剥离了其标志性发光晕的彗星。
彗星28P/诺伊明（28P/Neujmin）偶然出现在斯巴鲁望远镜的图像中，让研究人员得以罕见地直接观察其固态彗核。这也向天文学家展示了他们未曾预料到的东西。
当他们研究那颗黑暗表面如何反射阳光时，惊喜出现了。尽管彗星28P看起来与太阳系中一些最暗的小行星很像，但其表面行为却截然不同——这暗示数十亿年的彗星活动可能已物理重塑了其外层。
无人寻找的彗星
斯巴鲁望远镜是日本国立天文台的一台8.2米望远镜，位于夏威夷的莫纳克亚天文台。
斯巴鲁是少数几台曾用于肉眼观测的先进望远镜之一，但主要用于研究遥远的星系和恒星。没有人将其对准一颗彗星。
相反，这颗彗星闯入了斯巴鲁望远镜的超广角主焦点相机（Hyper Suprime-Cam，HSC）在2016年收集的图像中。望远镜的视场大约覆盖9个满月的面积，使其特别擅长捕捉那些本不在画面中的天体。
研究人员后来在公开的HSC巡天数据中搜索已知的太阳系天体，并在最初为其他科学目的拍摄的观测数据中找到了28P。包含该彗星的一张斯巴鲁图像中还容纳了超过2000颗恒星和星系，因此彗星悄然溜过也是情有可原的。
但当他们发现它时，研究人员意识到这张图像的拍摄时机非同寻常。
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当斯巴鲁拍摄到它时，28P距离太阳超过10个天文单位——超过地日距离的10倍。这比土星到太阳的距离还要远。在那个距离下，彗星非常寒冷，通常的气体和尘埃释放基本停止。图像未显示可探测的彗发——那层通常隐藏彗核的模糊云团。
这是个好消息，因为天文学家有机会直接观察固体本身。更妙的是，地球、彗星和太阳恰好几乎完美地排成一线。
当阳光从观察者背后几乎正后方照射到无空气天体时，该天体会突然变亮。表面颗粒之间的阴影消失，同时一些光会穿过物质散射并返回光源方向。天文学家称之为反向效应或反向激增。
这就像整个宇宙都密谋让斯巴鲁拍到了这颗彗星的绝佳照片，而我们差点错过。
它看起来像一颗暗小行星——直到光线照射到它
彗星和小行星经常被归为太阳系剩余的“积木”，但它们的表现截然不同。
小行星通常是岩石或富含金属的天体，在绕太阳运行时保持相对不变。彗星含有更多挥发性冰，当它们足够靠近太阳时，这些冰会蒸发并将尘埃带入太空。这产生了发光的彗发和彗尾，使彗星如此独特。然而，当彗星远离太阳进入休眠状态时，这种差异就变得难以辨别。剥离彗发后，彗核看起来非常像小行星——这正是28P如此引人入胜的原因。
在三种颜色光下的测量显示，其表面呈红色，类似于D型小行星——在太阳系外围发现的极其黑暗的原始天体。
但28P并不像它所相似的暗小行星那样反射阳光。当地球、彗星和太阳几乎完美对齐时，28P的亮度增强比C型和D型小行星通常要剧烈得多。
研究人员认为这可能源于光在彗星表面微小颗粒间反弹并反射回地球的方式。这表明28P的表面构造不同，具有不同的颗粒大小、间距或质地。尽管其颜色看起来像小行星，但其结构是不同的。
来自随机“照片炸弹”的大量科学成果
这一结果提出了一个引人入胜的可能性。一颗彗星和一颗小行星可能始于相似的原始物质，但演化出截然不同的表面。每次彗星靠近太阳时，逃逸的气体和升华的冰会扰动、移除和重新排列物质。在多次轨道运行中重复这一过程，可能重塑其最外层。这是理论上已经提出但尚未确证的事情。
这些彗星“照片炸弹”可能对此有所帮助，而且可能还有更多等待被发现。
“同样的档案库中很可能包含更多等待发现的太阳系天体，”主要作者、职业与环境卫生大学的大坪隆文在斯巴鲁望远镜的新闻稿中说。“通过在未来对更多彗星应用相同的观测方法，我们希望揭示彗核表面结构如何随时间演变。”
换句话说，天文学未来的某些彗星发现可能已经被拍摄下来了。科学家们只需要注意到什么物体进入了画面。
该研究可在此处免费阅读。