人类首次提前预知：探测器即将穿越彗星尾巴，看看扫把星的样子！

欧空局太阳轨道飞行器将在未来几天穿过ATLAS彗星的尾巴（彗星在中国也称扫把星），虽然新发射的航天器此时不会采集科学数据，但任务专家已经努力确保在这次独特的相遇期间打开四台最相关仪器。这架太阳轨道器于2020年2月10日发射升空，从那时起，科学家和工程师们一直在进行一系列测试和设置程序。这一阶段的完成日期定在6月15日，这样飞船就可以在6月中旬第一次近日点完全发挥作用。

然而，与彗星偶然相遇的发现使事情变得更加紧迫。意外地飞越彗星尾巴是太空任务中罕见的事件，科学家们知道，这种情况以前只发生过六次，对于不是专门追逐彗星的任务。所有这样的遭遇都是在事件发生后的航天器数据中发现，而太阳轨道器即将到来的穿越彗星是第一个提前预测的任务。英国伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室的杰伦特·琼斯注意到了这一点，他有20年研究此类遭遇的历史。

他在2000年发现了第一次意外的彗尾交叉，当时他正在研究1996年欧空局/美国宇航局尤利西斯(Ulysses)太阳研究航天器记录数据中的一个奇怪扰动。这项研究显示，飞船穿过了雅库塔彗星的尾巴，也被称为“1996年大彗星”。消息公布后不久，尤利西斯穿过了另一颗彗星的尾巴，然后在2007年穿过了第三颗彗星的尾巴。本月早些时候，意识到太阳轨道器将在短短几周内到达彗星C/2019年Y4(ATLAS)下游4400万公里，Geraint立即通知了欧空局团队。

完美的探测仪器

太阳轨道器配备了一套10台原位和遥感仪器来研究太阳及其释放到太空带电粒子的流动。幸运的是，这四台原位仪器也是探测彗星尾巴的完美仪器，因为它们测量了航天器周围的条件，因此它们可以返回关于彗星发出尘埃颗粒和带电粒子的数据。这些排放形成了彗星的两个尾巴：留在彗星轨道上的尘埃尾巴和直接指向太阳的离子尾巴。太阳轨道器将于5月31日至6月1日穿过ATLAS彗星的离子尾巴，6月6日穿过尘埃尾巴。

如果离子尾巴足够密集，太阳轨道器的磁强计(MAG)可以探测到行星际磁场的变化，因为它与彗星尾部的离子相互作用，而太阳风分析仪(SWA)可以直接捕获一些尾巴粒子。当太阳轨道器穿过尘埃尾巴时，取决于它的密度（这是极其难以预测的）有可能是一个或多个微小尘埃颗粒以每秒数十公里的速度撞击航天器。虽然这对航天器没有重大风险，但尘埃颗粒本身会在撞击时蒸发，形成微小的带电气体或等离子体云，可以由无线电和等离子波(RPW)仪器探测到。

欧空局科学主任金瑟·哈辛格(Günther Hasinger)说：像这样意外相遇为任务提供了独特的机遇和挑战，但这很好！像这样的机会都是科学冒险的一部分。其中一个挑战是，由于调试，仪器似乎不太可能全部及时准备就绪。现在，由于仪器团队和欧空局飞行任务操作团队的特别努力，所有四台现场仪器都将开启并收集数据，尽管在某些时间需要将仪器切换回调试模式，以确保在6月15日的最后期限前完成任务。

期待意想不到的事情

另一个挑战是彗星的行为，ATLAS彗星于2019年12月28日被发现。在接下来的几个月里，它变得如此明亮，以至于天文学家们想知道它是否会在5月份变得肉眼可见。不幸的是，在四月初，彗星碎裂了。结果，它的亮度也明显降低，5月中旬的进一步碎裂进一步削弱了这颗彗星，使其不太可能被太阳轨道器探测到。尽管检测到的机会已经减少，但这一努力仍然是值得的。每次与彗星相遇，研究人员都会更多地了解这些有趣的物体。

如果太阳轨道飞行器探测到ATLAS彗星的存在，那么就会更多地了解彗星是如何与太阳风相互作用，例如，对尘埃尾巴行为的预期是否与研究模型一致，所有与彗星相遇的任务都提供了拼图的碎片。Geraint是欧空局未来彗星拦截任务的首席研究员，该任务由三个航天器组成，计划于2028年发射。它将对一颗未知的彗星进行更近距离的飞越，这颗彗星将从新发现的彗星中挑选出来，距离发射时间更近(甚至更晚)。

靠近太阳

太阳轨道器目前正在金星和水星轨道之间绕着太阳运行，第一次近日点发生在6月15日，距离太阳约7700万公里。在接下来的几年里，它将在水星轨道内变得更近，距离太阳表面约4200万公里。与此同时，ATLAS彗星已经在那里，接近它自己的近日点，预计5月31日，距离太阳约3700万公里。欧空局太阳轨道器项目副科学家Yannis Zouganelis说：

这种彗星尾巴交叉也很令人兴奋，因为它将第一次发生在距离太阳如此近的地方，因为彗核位于水星的轨道内。了解太阳系最内层尘埃环境是太阳轨道器的科学目标之一。像ATLAS彗星这样近太阳彗星是内日光层尘埃的来源，因此这项研究不仅有助于我们了解这颗彗星，而且还有助于了解恒星的尘埃环境。对于太阳轨道器来说，观察冰冷的彗星而不是炎热的太阳，当然是一种令人兴奋和意想不到开始科学任务的方式。

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博科园｜研究/来自：欧空局ESA

研究发表期刊《Research Notes of the AAS》

DOI: 10.3847/2515-5172/ab8fa6

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