ISON彗星的故事

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就像《荷马史诗》中的某些英雄一样，ison彗星（C/2012 S1）的故事让人们在极其兴奋和深深绝望之间反复不定。这颗彗星在1年多以前被发现时，就立刻被预告为“世纪大彗星”。但在今年春季末，一些人转而认为它是一颗小型的、易碎的天体，甚至可能会在接近太阳之前就灰飞烟灭。然而最近，ISON彗星看似又重新焕发生机，再度点燃了所有人对于它成为壮观天象的梦想。

2012年9月21日，俄罗斯业余爱好者Vitali Nevski和Artyom Novichonok发现了ISON彗星。数日之内，这颗彗星就深陷于争论的漩涡之中。在国际光学监测网（ISON）的16英寸（40.64厘米）小口径望远镜拍摄的图像中，两位发现者注意到了一个勉强可辨的模糊光斑。它在恒星背景中移动得非常缓慢，这意味着，在被发现时，这颗彗星距离太阳异常遥远。但真正让天文界激动的是，它将在2013年末以非常特殊的路径穿过内太阳系。

近几十年来，已有好几颗彗星在靠近太阳时上演了壮观的天象。1997年，海尔—波普彗星曾飞抵距离太阳不到8500万英里（约合1亿3679万千米）的地方，1996年的百武彗星和2007年的麦克诺特（McNaught）彗星则抵达了这一距离的1/5以内。但是当ISON彗星在世界时11月28日绕过太阳时，则真可谓与太阳擦身而过，与可见日面边缘的距离不到75万英里（约120万千米）。

但遗憾的是，在众多网站和在线论坛关于ISON彗星将密近飞越太阳的早期报告中，有很多不寻常的亮度预报。许多人都认为，ISON彗星将会比满月还亮，有可能成为历史上最大的彗星。

然而，在最初的ISON彗星轨道计算中，遗漏了一个极其重要的因素。它是一颗重返内太阳系的彗星，还是一颗全新的来自奥尔特云的原始彗星？对此，最初的观测并没有给出线索。天文学家们只有在足够充分地观察一颗彗星后，得出其真实的轨道形状，才能下定论。

在对一颗彗星靠近太阳时将如何演化的预测中，它是全新的还是回归的至关重要。旧彗星以往曾遭受过太阳的反复炙烤，所以它们身上的大部分不稳定层都已经蒸发掉了。这让它们在以后回归时，表现出更强的行为连贯性，从而使早期预报可以在整个出现期中比较准确。

相反，新彗星都是处于原始状态的天体，一般认为它们有一层由高度不稳定的冰状物质构成的薄壳。这个薄层会在距离太阳仍然非常远的地方就开始挥发，从而暂时形成一个容易让人误解的明亮天体。当这层外壳消耗殆尽时，彗星最初的亮度就会衰减，露出一个本征亮度较暗弱、活动性较低的天体。今年年初被吹嘘得天花乱坠的PanSTARRS彗星就曾经让许多目视观测者深感失望，它的表现正是天体力学上的新彗星的典型模式。

曾经与太阳多次交会的旧彗星，如Bennett彗星（1970年）、West彗星（1976年）和哈雷彗星（1986年），在出现期间通常会表现出更高的行为连贯性。它们一般不会辜负业余爱好者和公众的期望，这意味着对它们亮度的预报会相对地精确。

开始上演

关于ISON彗星的早期预报基于这样一个理论：彗星的亮度与它们到太阳的距离的4次方成反比。根据距离太阳0.3～2.5天文单位处的彗星观测结果，这个理论在20世纪曾得到很大发展。但是现在，人们普遍认为这个幂律公式过于粗糙了。而且，对于发现时远离太阳的彗星，其亮度很难预报，往往不会精确地按照天文学家通过幂律公式所预言的那样变化。

早期的论文作者和博客们忽略了这些因素，套用通常模式简单地推算了ISON彗星从发现一直到近日点的亮度。这导致了一些惊世骇俗的预报，预言它最终会比满月还要亮。

在ISON彗星被发现后的几个月里，随着观测数据的不断积累，人们已经确认它是从奥尔特云首次来访的旅客。与这一性质吻合，这颗天体力学上的新彗星的亮度并没有像人们预期的那样增长。除此之外，ISON彗星的亮度在今年春季末还停止增长了一段时间，让一些人认为它可能已经在旅途中灰飞烟灭了。

在这一点上，ISON彗星正在重蹈两颗曾被冠以“世纪大彗星”头衔的天体的覆辙。1940年，人们认为Cunningham彗星会在圣诞节期间上演一场壮观的天象，一些人甚至以为它或许就是伯利恒之星回归。事实上，它没有那么亮，也不是伯利恒之星。30年之后，几乎同样的剧情又被声名狼藉的科胡特克（Kohoutek）彗星重演。当这些彗星到达各自的近日点时，它们事实上表现平平，甚至对于狂热的天文迷也是如此。许多读者也许会想起新闻界为科胡特克彗星起的绰号——“世纪大失望”。

在漫长的彗星历史上，有一大批看上去有希望的新彗星最终都辜负了人们的期望。回想起来，只有一颗天体力学上的新彗星与上述情况大相径庭，那就是2006年至2007年的麦克诺特彗星。它的故事开头或多或少伴有争议，但最终成为了一颗足够亮的，在晨昏的明亮天光中也能看到的大彗星。而且对于南半球的观测者来说，麦克诺特彗星提供了一次我们这个时代最壮观的彗星盛宴。

揭开新的篇章

今年年初，ISON彗星一直隐身在太阳的明亮光芒之中，直到8月，它才重返黎明时的天际，看上去与几个月前最后一次见到它时几乎一样。尽管它的本征亮度很明显没有预期那么亮，但倒是也证明了这颗彗星还没有消亡。此外，最新的预报指出，在过近日点前后ISON彗星可能达到白昼可见的亮度，并将在12月上旬黎明时的东方天空中精彩呈现。

然而，由于ISON彗星围绕太阳扫过的方式不同寻常，所以即将上演的ISON彗星秀的精确细节仍是一个谜。它的近日点距离太阳非常近，所以可与之类比、能在预报时参考的天体寥寥无几。仅有的合理参照物是独特的克罗伊策群掠日彗星的6个明亮成员，以及1680年大彗星，后者在早些时候还被误认为与ISON彗星有关。但所有这些彗星以往都曾与太阳近距离交会过。

几年前，我建立过一个彗星的本征亮度与近日点距离之间的经验关系式，可用来判断彗星在与太阳交会后能否幸存下来。如果这个关系式可以适用于ISON彗星及其0.012天文单位的近日点距离，那么它的本征亮度必须达到7.0等才能幸存。关于ISON彗星亮度的最新估计刚刚越过这道门槛。如果幸存下来，它的彗核仍有可能因为太阳的高温炙烤和潮汐作用而分裂。在1976年3月黎明前的天空中，West彗星曾经带来的激动人心的壮观景象，在一定程度上就是彗核过近日点前后破裂的结果。2012年的Lovejoy彗星也是如此。

基于我50年来的彗星观测经验，我觉得我在今年1月的《天空与望远镜》上做的预测仍然很有可能兑现。在2013年11月28日～29日期间，ISON彗星将在白昼中也短暂可见。但是在观赏这一奇观时，必须充分做好眼睛的防护，因为彗星非常接近太阳。12月15日以后，ISON彗星的亮度会随着它远离太阳而迅速衰减，同时满月前后的光芒将使它显得更为暗淡。到圣诞节的时候，彗星头部的亮度会降至接近裸眼可见的极限。

ISON彗星的彗尾能够长到多大？这是最不确定的一个问题。从历史上看，克罗伊策掠日彗星和1680年大彗星都伸出了长度惊人、几乎笔直的巨大彗尾，都位居人们所见过的最长彗尾之列。但它们都是碰巧富含易挥发性冰物质和尘埃的旧彗星。我们现在知道ISON彗星是一颗新彗星，它现在看上去尘埃异常丰富，但可能缺乏冰物质，这让一位老资格的彗星科学家将其描述为“尘埃球”，而不是“脏雪球”。

最近的PanSTARRS彗星同样也是一颗富含尘埃的彗星。人们曾预报它将伸出一条裸眼可见的巨大彗尾，但实际上并非如此，它的彗尾一直都是短而粗的，看上去毫不精彩。尽管早期的预报认为，ISON彗星在12月的清晨天空中会呈现出一条真正壮丽的彗尾，但现在的预测则是，它的彗尾要比原先的估计短得多，而且呈现高度弯曲的外形。综上所述，我们可能看到一条比我在今年1月预测的长度短一半的彗尾。不管会发生什么，我仍然相信，ISON彗星在12月的表现将会令许多人印象深刻，有更多的人会为它如醉如痴！