与太阳肩并肩?别急,让我们再等等

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与太阳肩并肩?别急,让我们再等等

作者|刘少华

审核|董晨晖

编辑|席宇博

与太阳肩并肩?别急,让我们再等等

大卫·列维的名言(图片来源于网络)

 

彗星就像猫,它们有尾巴,谁也不知道它们下一步要做什么。

——苏梅克-列维九号彗星发现者之一大卫·列维

 

如果你必须打赌,那么去赌马,不要把赌注下在彗星上!

——美国天文学家、彗星脏雪球理论提出者弗雷德·惠普尔

 

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stellarium对C/2019 Y4的模拟

 

前一段时间人们都在讨论参宿四什么时候会爆炸,然而现在参宿四的亮度已在稳定回升中,虽然科学家们还在研究此次大幅度变暗的机制及对参宿四演化的影响,但看起来参宿四此次变暗与超新星并无关联。一波未平,一波又起,最近一个不速之客再次引发了大家的强烈关注,没错,它就是C/2019 Y4(ATLAS)彗星,目前它正在快速增亮,导致一些预报预测它过近日点时亮度会比肩太阳。当然,这是极不可能发生的,但它仍然有可能成为令人激动的大彗星。它究竟会是下一个ISON?还是真正的大彗星?小星将会持续关注它,希望这是一次难得的天文盛宴。[C/2012 S1(ISON)是2012年9月发现的彗星,早期观测预测其最大亮度会超过满月,结果在通过近日点时解体消失,让人大失所望]

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星明天文台拍摄的C/2019 Y4部分图像

 

下面就让我们了解一下C/2019 Y4吧。事情还要从这颗彗星的发现讲起。2019年12月28日,小行星地面撞击预警系统(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System,ATLAS)发现了一个彗星状天体,亮度19.63等。在全球数十个天文台跟踪观测后,国际小行星中心于2020年1月11日公布了MPEC 2020-A112电子通告,确认这是一颗新彗星,编号为C/2019 Y4(ATLAS)。(值得一提的是,作为国内最早对其进行观测的天文台,星明天文台在电子通告中提供了两晚观测,共6个数据,为早期轨道测定做出了重要贡献)

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C/2019 Y4轨道(图片来源于astro.vanbuitenen.nl )

 

在MPEC 2020-A112中提及了C/2019 Y4与1844年大彗星C/1844 Y1(Great Comet)的轨道颇为接近,这是由德国业余天文学家马克·迈耶(Maik Meyer)在C/2019 Y4被发现后只有3天的观测数据时作出的重要发现,后续的观测数据也表明了两者轨道的相似性。这意味着两者是同源的,在5千年前是一家人,C/2019 Y4和C/1844 Y1是某颗更大彗星的碎片。历史上C/1844 Y1的亮度一度达到-1等(可惜达到最亮后几天才被人们发现,-1等为根据有限的观测数据拟合得出的最大亮度,有较大不确定性),那么C/2019 Y4是否也会大显身手呢?

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C/1844 Y1光变曲线(图片来源于@hito_hiro7265)

 

根据早期公布的观测数据与轨道根数计算得出,此彗星将在5月23日过近地点,距离地球0.781天文单位;5月31日过近日点,近日点位于水星轨道内,距太阳0.253天文单位,过近日点前后达到峰值亮度,约6等,北半球5月中旬结束前的傍晚最适合观测。然而神奇的是,到目前为止,短短两个半月的时间里,它已经已增亮了7000多倍,目前已达到10等左右,超过预期许多(预期14~15等),看来此彗星潜力非凡啊。

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自发现以来的观测数据与光变曲线(绘制:赵经远)

 

C/2019 Y4之所以备受关注一方面是因为上面说到的超预期增亮,另一方面是由于近期的实际观测数据结合彗星亮度公式(m1=H0+5lgΔ+2.5 nlgr。m1为彗核、彗发的总亮度,称为总星等;H0为彗星的绝对星等;Δ为彗星与地球距离;n是一个与彗星增亮速度有关的系数,n越大,增亮速度越快;r为彗星与太阳的距离。Δ、r可由轨道确定,再结合多次观测的m1便可确定H0和n,然后便可推算出彗星未来的m1),预测过近日点前后它的亮度可以达到-20多等!这是什么概念?太阳的亮度为-26等,满月亮度为-12等,星等数值越小则越亮,-20多等的亮度已远远超过满月,几乎相当于太阳的亮度!

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C/2019 Y4光变曲线预测(图片来源于COBS)

 

当然,这是非常不可能发生的。这么高的亮度正是因为C/2019 Y4目前增亮过于迅速,导致H0和n偏离正常范围[目前观测得到C/2019 Y4的H0=-0.24、n=15.504;作为对比,上世纪末的大彗星海尔-波普彗星C/1995 O1(Hale-Bopp)的H0=-0.65、n=3.42,彗星的n通常在2~12之间],直接使用彗星亮度公式会出现很大误差。

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日本天文爱好者吉田诚一的预测(图片来源于吉田诚一)

 

日本天文爱好者吉田诚一为了不使亮度过于夸张,在光变曲线上加入了一个间断点,在间断点之前亮度快速上升,间断点后增亮速度减缓,峰值大约1等。荷兰天文爱好者Gideon van Buitenen在自己的网站上维持了几天-20等以上的预测后,人为设置了H0和n的数值,虽然与观测数据拟合不那么完美,但却使亮度不那么夸张,并作了特别说明:“any prediction you’ll find is still very uncertain. While being excited about comets (they are awesome!), please also be patient!(你现在能找到的任何预测仍然是非常不确定的。当对彗星感到兴奋的同时(它们令人惊叹!),也请耐心点!)”](虽说如此,仍然给出了-10~-11等的最大亮度,堪比满月)。我国天文爱好者苏华结合历史上的3颗大彗星C/2006 P1 (McNaught)、C/1975 V1(West)、C/1844 Y1的观测数据判断C/2019 Y4的峰值亮度应该在-2.2等左右。

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各种预测(绘制:赵经远)

 

那么扑朔迷离的彗星C/2019 Y4究竟会达到多亮呢?目前难以定论,可称之为薛定谔的彗星。根据过去的彗星观测数据,当彗星距离太阳1~1.5天文单位时,增亮速度可能会有所减缓。我们可能还需要再等等,当它在4月前后来到地球轨道附近时才能大致判断亮度的发展趋势。时间会解答一切……

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C/2019 Y4(图片来源于Denis Buczynski)

 

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C/2019 Y4的经天图(图片来源于BAA)

 

 

参考资料

1. 5月31日,两个太阳?史上最亮?预报称将有极亮彗星造访,天文通,https://mp.weixin.qq.com/s/iSac0bvVauE5-7zlkrr8PQ

2. C/2019 Y4:是彗星之王,还是鸽王之王,逐星科技,https://mp.weixin.qq.com/s/xm2_F7jnJv9cspqysrNNeg

3. 彗星观测数据库(Comet Observation database ,COBS),https://cobs.si/

4. 吉田诚一对C/2019 Y4的预测,http://www.aerith.net/comet/catalog/2019Y4/2019Y4.html

5. Gideon van Buitenen对C/2019 Y4的预测,http://astro.vanbuitenen.nl/comet/2019Y4

6. MPEC 2020-A112,Minor Planet Center,https://minorplanetcenter.net/mpec/K20/K20AB2.html

7. 明るくなるか?ATLAS彗星(C/2019 Y4),https://hpn.hatenablog.com/entry/2020/03/06/200642

8. C/2019 Y4 ATLAS 综合均衡前瞻+跟踪贴(参照C/2006P1),牧夫天文论坛,http://bbs.imufu.cn/thread-791981-1-1.html

 

 

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原文始发于微信公众号(星明天文台):与太阳肩并肩?别急,让我们再等等

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