這顆彗星突然倒著轉(zhuǎn)了，科學(xué)家也是頭一回見

一顆直徑約1公里的小彗星，在2017年的幾個(gè)月里，完成了一件讓天文學(xué)家瞠目結(jié)舌的事：它先是一點(diǎn)點(diǎn)慢下來，直到完全停住，然后調(diào)頭，開始朝相反的方向旋轉(zhuǎn)。這是人類第一次觀測到天體如此"快"地改變自轉(zhuǎn)方向。

這顆編號(hào)41P/Tuttle-Giacobini-Kresák的彗星，軌道周期約5.4年。它平時(shí)游蕩在外太陽系，只有靠近太陽、軌道恰好經(jīng)過地球附近時(shí)，我們才能瞥見它的身影。上一次這樣的機(jī)會(huì)是在2017年。

當(dāng)年3月，天文學(xué)家記錄到它的自轉(zhuǎn)周期約為20小時(shí)——也就是說，它每20小時(shí)完成一次自轉(zhuǎn)。兩個(gè)月后，同一顆彗星的自轉(zhuǎn)周期已經(jīng)拉長到46至60小時(shí)，轉(zhuǎn)速腰斬不止。加州大學(xué)洛杉磯分校的David Jewitt重新分析了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在2017年12月拍攝的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這顆彗星再次加速，自轉(zhuǎn)周期縮短到了約14小時(shí)。

數(shù)字上的波動(dòng)背后，是一個(gè)反直覺的物理過程。華盛頓大學(xué)的Dmitrii Vavilov指出，這很可能是人類首次探測到天體以"快速"方式逆轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)方向。通常情況下，即便是這么小的一顆彗星，要發(fā)生如此顯著的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，時(shí)間尺度也是幾十年甚至上百年。而41P完成這一整套"減速—?dú)w零—反向加速"的操作，只用了不到一年。

最簡潔的解釋指向一種我們相對熟悉的現(xiàn)象：噴氣推進(jìn)。當(dāng)彗星靠近太陽，陽光加熱使其表面的冰直接升華成氣體。這些氣體從彗星表面噴涌而出，形成類似火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射效應(yīng)。如果這股噴射恰好與彗星原有的自轉(zhuǎn)方向相反，它就像一個(gè)無形的剎車，持續(xù)消耗彗星的角動(dòng)量。當(dāng)轉(zhuǎn)速降到零，噴射仍在繼續(xù)，彗星便被迫向反方向旋轉(zhuǎn)，而且越轉(zhuǎn)越快。

這聽起來像是一個(gè)精巧的太空陀螺，但代價(jià)可能是毀滅性的。阿拉巴馬州奧本大學(xué)的John Noonan表示，2027年底至2028年初41P再次接近地球時(shí)將非常值得追蹤觀測。他特別想知道，經(jīng)歷如此劇烈自轉(zhuǎn)變化的彗星是否更容易解體——高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力可能直接撕裂彗核。

Jewitt的預(yù)判更為直接：他認(rèn)為這顆彗星的內(nèi)核"很快就會(huì)自我毀滅"。有趣的是，這件事可能已經(jīng)發(fā)生。如果41P真的在2017年之后某個(gè)時(shí)刻碎裂，它將提供一個(gè)罕見的研究窗口：一顆形成于太陽系早期的原始天體，其內(nèi)部物質(zhì)從未被陽光侵蝕，就這樣暴露在我們眼前。

分析這些古老冰層的化學(xué)成分，不僅能讓我們了解太陽系誕生初期的物質(zhì)構(gòu)成，還能作為參照基準(zhǔn)，幫助我們追蹤太陽系在數(shù)十億年演化中化學(xué)成分發(fā)生了哪些變化。換句話說，一顆彗星的死亡，可能是另一段科學(xué)探索的開始。