在太陽系的最外圍,冰冷黑暗的歐特雲(Oort Cloud)藏著我們最古老的宇宙記憶。這片圍繞太陽系的球形雲團距離我們數千億公里,是長周期彗星的發源地。由於距離過於遙遠,科學家長期只能透過理論推測這些彗星的真實面貌。然而就在 2024 年,一項突破性的觀測,讓我們第一次真正「看見」了來自這片神秘疆域的巨人——C/2014 UN271(Bernardinelli-Bernstein)彗星的分子活動。
這項由阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)所主導的研究,不僅再次確認 C/2014 UN271 是目前觀測到最大的歐特雲彗星,更首度在距離太陽 **16.6 天文單位(AU)**的位置,直接偵測到其釋放的一氧化碳(CO)氣體噴流。這項發現,為我們理解太陽系邊緣天體的活動機制與早期化學組成提供了前所未有的線索。
👨🚀 發現背景:一顆來自歐特雲的「冰封巨獸」
C/2014 UN271 是由天文學家 Pedro Bernardinelli 與 Gary Bernstein 在 2014 年的暗能量巡天(DES)資料中發現的。當時它還遠在太陽系邊境,如今已逐漸接近內太陽系,預計在 2031 年抵達近日點,届時距離太陽仍有約 11 AU(位於土星軌道之外)。這顆彗星的直徑估計約 140 公里,是目前已知最大的長周期彗星,遠超市面上多數僅數公里大小的冰塵球。即便是著名的海爾─波普彗星(Hale-Bopp),直徑也僅約 74 公里。目前僅有另一顆半人馬小天體 95P/Chiron 比它更大(約 215 公里),但 Chiron 的分類更介於小行星與彗星之間。
🔭 觀測突破:ALMA 揭示遠距離彗星的分子噴流
這次的觀測成果來自 ALMA 陣列的高靈敏度與高解析度特性。科學家成功偵測到 C/2014 UN271 周圍大氣中一氧化碳所釋放的 熱輻射訊號,這代表該彗星即使在如此遙遠且寒冷的位置(-210°C 以下),仍然展現出明顯的「活躍」狀態。
這種活躍性來自彗星核心深處的揮發性物質——當太陽輻射逐漸加強,即使是微弱的熱量也足以使這些物質昇華,形成可見的彗髮與彗尾。然而,這次觀測的重點在於:在距離太陽 16.6AU 處,彗星就已經開始釋放氣體,這比過去認知的彗星活化距離還要更遠。
更令人振奮的是,這些訊號不僅證實了氣體的存在,還透露了關於其組成與動力學的重要資訊。科學家藉由分析一氧化碳的輻射特徵,推斷出彗星釋放氣體的速率與變化模式,並進一步估算其核心大小與周圍塵埃質量。這些數據與先前 ALMA 測得的核心直徑吻合,再次確認 C/2014 UN271 是名副其實的「彗星巨人」。
🧪 科學意義:回溯太陽系最初的模樣
這項發現的真正價值,遠不止於彗星本身的觀測紀錄。作為來自歐特雲的「原始住民」,C/2014 UN271 保留了大量太陽系早期的化學與物理資訊。當它逐漸接近太陽,封存數十億年的揮發性物質將逐層解封,如同打開一座時間膠囊。
科學家預期,在未來幾年內,將有更多原本深凍的氣體如甲烷、氨、水冰等陸續釋出。這些成分不僅能揭示彗星的形成環境,更有助於我們釐清以下幾項關鍵問題:
- 地球上的水,是否源自早期彗星撞擊?
- 太陽系邊緣的化學環境,是否適合生命形成?
- 其他恆星系統中是否也存在類似的彗星活動機制?
透過這些研究,我們不僅能更深入了解太陽系的歷史,也可能為尋找其他星系中潛在的生命條件提供線索。
🌌 結語:當彗星開口說話,我們聆聽的是宇宙的過去
C/2014 UN271 的故事,是一場橫跨數十億公里的相遇。從它在 2014 年首次被發現,到如今逐漸靠近地球,每一次觀測都在重塑人類對太陽系邊界的認知。而這次 ALMA 成功捕捉到它的分子活動,不僅是技術上的重大突破,更是科學思維的一次飛躍。
當這顆巨大的冰封彗星繼續它的旅程,我們也有機會藉由它,一窺太陽系童年時期的模樣。或許在不久的將來,隨著更多先進觀測設備的投入,我們將能解開更多太陽系最深處的秘密。