十余个“太空探头”临时转向 全力追踪星际访客

一个名为 3I/ATLAS 的“太空目标”引起公众热议，更有一帮自媒体神秘兮兮地用一些模棱两可的词把它装饰成“可能的非自然目标”。 11月19日（周三），美国航天局（NASA）发布了一批由多个航天器拍摄的 3I/ATLAS 的照片，多波段、多维度地展现了这一“星际访客”的真实面貌。种种迹象表明，它的确是一颗彗星。

NASA公布的部分航天器拍摄的 3I/ATLAS 彗星照片（来源：NASA）

3I/ATLAS 彗星是今年 7 月 1 日由位于智利的小行星撞击地球末端警报系统（ATLAS） 发现的。它的轨道是一个开口巨大的双曲线，并以超过 60km/s 的速度飞越 内太阳系。这是迄今人类发现的第三颗星际小天体。编号中的英文字母 I 表示星际间的（interstellar），3 表示第三颗。相比于前两位—— 1I/'Oumuamua 和 2I/Borisov，3I/ATLAS 早早地就被发现了，这让我们有更多更久的观察机会。而且，它的轨道与黄道面比较接近，运动方向相反，因此有机会与地球、火星、木星等行星，以及运行在黄道面附近的行星际人造探测器有着不算太远（小于 1 亿公里）的“见面”机会。

3I/ATLAS 彗星被发现时的图像拼接动画（来源：ATLAS/University of Hawaii/NASA）

好不容易来了一颗星际彗星，天文学家可不会错过这个千载难逢的机会。从 7 月至 11 月，阿特拉斯彗星与地球距离尚远，角度不佳。没关系，展示人类强大实力的时候到了！一时间，太空中的“千军万马”被调动起来，纷纷转向，对准了这位星际访客。你猜有多少个空间望远镜或探测器观测过 3I/ATLAS？14个！分别来自美国、欧洲、中国，它们是：

【太阳凝望者】

- 太阳和日球层探测器（SOHO）

- 日冕和日球层偏振仪（PUNCH）

- 太阳-地球关系天文台（STEREO）

【火星守望者】

- “专家”号（又称“马文”号，MAVEN）

- “毅力”号（Perseverance）火星车

- 火星勘测轨道飞行器（MRO）

- 天问一号环绕器（TW-1）

- 痕量气体轨道飞行器（TGO）

- 火星快车（Mars Express）

【小行星远航者】

- “露西”号小行星探测器（Lucy）

- 灵神星探测器（Psyche）

【宇宙遥望者】

- “哈勃”空间望远镜（HST）

- “詹姆斯·韦布”空间望远镜（JWST）

- 天穹号（宇宙历史、再电离时代及冰探测光谱仪）（SPHEREx）

7月至8月，3I/ATLAS 刚被发现后不久，“哈勃”和“詹姆斯·韦布”这两个现役最顶尖的空间望远镜就对其进行了观测，不仅探测到明确的彗尾结构，更是探明其挥发的二氧化碳与水的比例。3I/ATLAS 有着与太阳系“本土”彗星相似的物质成分，但比例有着巨大区别，但无法确定是原本生长环境所致，还是在星际飞行过程宇宙线辐射将水分子分解。这是第一次获得如此高分辨率的系外彗星红外光谱。与此同时，今年3月刚刚发射的 SPHEREx 也获得了阿特拉斯彗星的影像。

7月21日“哈勃”空间望远镜拍摄的 3I/ATLAS 彗星，当时它距离地球约 4.5 亿公里（来源：NASA, ESA, David Jewitt (UCLA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）

8月6日“詹姆斯·韦布”空间望远镜拍摄的 3I/ATLAS 彗星红外光谱，显示出其二氧化碳与水的比例达到 8:1，比太阳系彗星通常比例高出数十倍（考虑与太阳相似距离）。（来源：NASA, ESA, David Jewitt (UCLA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)）

8月7日-8月15日 SPHEREx拍摄到的阿特拉斯彗星（来源：NASA）

10月初，3I阿特拉斯彗星从距离火星3000万英里的地方掠过，能够被调用的火星探测器都对其进行了观测。MRO 拍摄到了这颗彗星最清晰的图像之一，MAVEN 获得了紫外图像，这些图像将帮助科学家了解这颗彗星的构成。持续环绕火星工作的。在火星表面游弋的“毅力”号火星车也捕捉到了它微弱的身影。，观察到了 3I/ATLAS 的彗星结构。这也是第一次人类火星探测器集体观测一个天空中飞速运动的目标。

10月2日NASA火星勘测轨道飞行器（MRO）拍摄的阿特拉斯彗星（来源：NASA/JPL-Caltech/University of Arizona）

10月3日“毅力”号火星车从火星表面使用桅杆上的Mastcam-Z相机拍摄彗星照片。只能通过后期增强后勉强看见彗星身影。“毅力”号原本就不是用来“看星星”的，这项任务对它而言有些勉为其难。（来源：NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS）

“专家”号（又称“马文”号）原本就是监测火星大气及其挥发物的卫星，使用其成像紫外光谱仪（IUS）清晰地呈现出彗星及其挥发的氢。“专家”号的光谱仪采用一种特殊模式，通过速度来区分不同来源的氢。最左侧的暗点是彗星，中间较暗的发射线是行星际空间运动的太阳系的氢，右侧较亮的发射线是来自火星的氢。彗星释放的氢仅局限在天空中彗星所在的位置，这就是为什么它呈现出小而圆的形态，而非延展状。（来源：NASA/Goddard/LASP/CU Boulder）

天问一号在10月3日捕捉到的彗星影像（来源：国家航天局）

10月中旬前后，从地球视角看，彗星运动到太阳后方，此时地面望远镜无法对其进行观测。而关注太阳附近天空的太阳观测卫星分队顺势接过了接力棒。9月11日至10月2日期间，监测日地空间天气的 STEREO-A星拍摄到了相关图像；30岁的老兵 SOHO 则在10月15日至26日期间对这颗彗星进行了观测；“新兵蛋子” PUNCH 的观测展示了该彗星在9月20日至10月3日期间的彗尾。

9月11日至25日期间 STEREO-A 卫星上的可见光成像仪 H1 获得的图像经过叠加后，阿特拉斯彗星呈现出朦胧的形态。（来源：NASA/Lowell Observatory/Qicheng Zhang）

PUNCH 任务在9月28日至10月10日期间拍摄到的阿特拉斯彗星动态图像，由每天多张照片叠加而成。期间一闪而过的亮点是火星。（来源：NASA/Southwest Research Institute）

此外，正在飞往各自目标途中的NASA的两个小行星探测器“闲着也是闲着”，顺便观测到了阿特拉斯彗星。9月8日至9日，“灵神星”号探测器在 5300 万公里的距离，8 小时内进行了 4 次观测，这一组图像帮助科学家们精确计算该彗星的运行轨迹。9月16日，“露西”号从 3.86 亿公里外拍摄了一系列图像。虽然距离很远，但是将这些图像叠加后，依然能看出彗发和彗尾，这也从一个侧面反映出 Lucy 的 L’LORRI 相机优异的成像质量。

“露西”号小行星探测器拍摄到的 3I/ATLAS 彗星（来源：NASA/Goddard/SwRI/JHU-APL）

9月8日至9日灵神星探测器捕捉到 3I/ATLAS 彗星运动轨迹，当时彗星距离探测器约5300万公里（来源：NASA/JPL-Caltech/ASU）

经过这么一次集体观测，你是不是和我一样有一种感觉，原来人类在太空中有那么多各类“监控探头”，即便真的有星际飞船到来，其行踪也一定在我们的掌控之中。

参考资料

https://science.nasa.gov/solar-system/view-interstellar-comet-3i-atlas-through-nasas-multiple-lenses/