十余个“太空探头”临时转向，全力追踪星际访客

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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天问一号成功地为我们展示了阿特拉斯彗星的运动轨迹。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。欧洲的 TGO 和火星快车也进行了观测，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。

wakeman

之前在天文馆看过彗星科普，没想到这次真能观测到星际彗星，科技太牛了！