北京時間2014年8月6日17時06分,歐洲空間局的“羅塞塔”探測器進入了環(huán)繞67P/楚留莫夫-格拉希門克彗星(以下簡稱“楚-格”彗星)的軌道,成為人類歷史上第一枚環(huán)繞彗星運行的探測器,“羅塞塔”在twitter上甚至躍升熱門話題榜首位。
耗資10億歐元的“羅塞塔”為什么這么火爆?因為它有可能幫助我們回答老祖先們一直在念叨的一個基本問題:“我們從哪里來?”所以,各位就不妨花點兒時間和我一道,看看為什么你現(xiàn)在能坐在這里花點時間和我一道吧。
古人認為彗星是不祥之兆,而現(xiàn)在我們知道,彗星不過是水冰和巖石組成的“臟雪球”——說白了,就是不能吃的冰淇淋。在寒冷黑暗的太陽系外圍,有大量這樣的“冰淇淋”。如果運氣好的話,在大行星或者過路恒星的引力攝動下,這些“冰淇淋”會奔向內太陽系,水冰以及其他易揮發(fā)物質在受到太陽的光和熱之后被釋放出來,于是形成了漂亮的尾巴,即“彗尾”。
現(xiàn)在我們都知道,彗星非但不是不祥之兆,反而可能是地球上存在生命的直接因素。目前大多數(shù)科學家都認為,在太陽系形成早期,大量彗星撞擊地球,帶來了生命之源——水。還有科學家進一步認為,和彗星一并來到地球上的,還有構成生命的原始物質,甚至生命本身。所以當你喝水的時候,可別忘了那些為了生機勃勃的地球而粉身碎骨的彗星們。
彗星本身很小,不會有地質活動,加上長期呆在太陽系外圍的“冰凍室”里,所以它們很好地保存了太陽系早期的資料,尤其是那些可能和地球上的生命誕生有關的資料——這就是現(xiàn)在天文學家對彗星這么感興趣的主要原因。所以簡單來說,探測彗星可以幫助我們回答“我們從哪里來”這個困擾人類千年的大問題。這枚探測器也就因此形象地被命名為“羅塞塔”—— 一塊對破譯古埃及的象形文字起到巨大作用的石碑。而準備登陸彗星的登陸器“菲萊”,則得名于發(fā)現(xiàn)羅塞塔石碑的小島。
長城上空的 Lovejoy 彗星( C/2013 R1),章佳杰攝于2014年1月12日。圖片來源:夜空中國
在所有彗星中,天文學家最感興趣的要數(shù)“木星族彗星”了。木星族彗星是指受到木星引力影響的彗星,這些彗星距離太陽最遠處都在木星軌道附近,公轉周期在20年以下。“楚-格”彗星就是一顆木星族彗星。在撞擊地球的彗星中,木星族彗星可能占據(jù)高達90%以上,它們對地球有著舉足輕重的影響。
此外,木星族彗星還有一個優(yōu)點:因為它們距離太陽總是不太遠,水冰及其他揮發(fā)性物質會消耗得很快,平均壽命一般不會超過一兩千年,因此我們現(xiàn)在能觀察到的木星族彗星,一般都是最近才從太陽系外圍被“請”進來的—— 一兩千年在天文學上簡直連一瞬間都算不了!所以,這些彗星幾乎肯定是“假一賠十”的“新鮮”。
人類目前實施過空間探測的彗星,除了哈雷彗星以外,全是木星族彗星。不過,以前的彗星探測器大多是“眼看手勿動”,大多僅是近距離飛掠;相對來說比較“出位”的“星塵”號(Stardust)也不過是捕捉了一些彗星噴發(fā)的小顆粒便返回地球,“深度撞擊”號(Deep Impact)只是在彗星上炸了個大洞,充其量只能算是“聞了聞”這些“冰淇淋”的味道。
“羅塞塔”號不僅將環(huán)繞彗星運行一年多,觀察彗星接近太陽時“被撩起”的全過程,還將釋放“菲萊”號登陸器,登陸彗星表面采樣鉆探,可以算是人類歷史上第一次要“嘗嘗”彗星的味道。
順帶一提,木星族彗星還和目前天文學界一個大謎題有關:我們身邊有多少近地小行星是那些耗盡了揮發(fā)物質的彗星核呢?因為這些小行星內部深處仍然可能埋有水冰,它們數(shù)量的多寡可以左右我們對地球歷史的知識。天文學家們通過觀測認為,B型和C型小行星中或許混有相當數(shù)量的這些“死彗星”,甚至可能高達20%。
不少小行星雖然看上去既沒有彗發(fā)也沒有彗尾,卻運行在典型的木星族彗星形軌道上,或許可以為天文學家的論斷提供佐證。目前已經(jīng)拍板的兩個小行星探測任務——美國的“歐西里斯大君”(OSIRIS-Rex)計劃和日本的“隼鳥2號”計劃——將分別前往101955號小行星“不死鳥”(B型)和162173號小行星(C型)進行取樣返回。我國正在籌備中的小行星探測任務的潛在目標——175706號小行星,也是一顆B型小行星。
目前彗星的空間探測呈現(xiàn)美日歐三足鼎立的格局,俄羅斯在蘇聯(lián)時代也曾占據(jù)一席之地。除了美國的“輪廓線”任務(CONTOUR)之外,所有的探測任務都取得全部或部分成功。其中最可圈可點的應該是1986年的“國際哈雷彗星聯(lián)隊”,美國、日本、歐洲和蘇聯(lián)共發(fā)射了6枚無人探測器,前往探測這顆在人類歷史上最鼎鼎大名的彗星。順帶一提,這次跨越國界的聯(lián)合項目既是蘇聯(lián)最后一次,也是日本第一次行星際探測任務,日本從此登上深空探測的國際舞臺。
“羅塞塔”拍攝的67P“楚-格”彗星的局部細節(jié),攝于2014年8月6日。圖片來源:ESA
在“羅塞塔”入軌之前一周,剛好是第一次世界大戰(zhàn)開始的百年紀念日。100年前水火不相容的歐洲,100年后卻能團結一致,為人類對大自然的認識添磚加瓦,恰恰應了那個老得不能再老的道理:科學無國界。雖然中國并未直接參與“羅塞塔”號任務,但據(jù)我了解,將有中國天文愛好者加入全球聯(lián)合觀測網(wǎng),和“羅塞塔”號探測器一道對“楚-格”彗星進行觀測,幫助我們更好地回答許多與彗星有關的謎團。
在經(jīng)過10年的等待之后,大戲要開演了。請各位屏住呼吸,拭目以待,我們有可能就要弄明白為什么我們現(xiàn)在能坐在這里玩電腦了哦。對了,圈上2014年11月11日,那是擬定的“菲萊”號登陸彗星的日子。雖然偷菜現(xiàn)在好像已經(jīng)過時了,不過至少到時我們就知道彗星上也有菜了…… (好吧,那是菲萊,勒挨萊,不是菜,不過能怪我嗎,一看到這個名字我就餓?。?/p>