由5枚火星轨道探测器和2辆火星漫游车构成的国际探测器纵队,已经抢占了最有利的VIP座席,只等10月20日,一颗山峰大小的彗星,以每小时20万千米的速度,从距离火星仅14万千米的地方飞掠而过。14万千米,看上去似乎足够安全,但在天文学尺度上,这已经近在咫尺了。这次飞掠,给科学家提供了一次罕见的良机,来研究一颗来自遥远奥尔特云的彗星。
所谓奥尔特云,是指自46亿年前太阳系诞生之初便遗留在太阳系最外侧边缘的大量冰冻碎屑。
“这颗彗星飞掠火星的距离非常近,如果放到我们的地月系中,它会来到月球到地球距离的1/3处。”美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的天体物理学家凯里·里斯说,“彗星的尾巴会从地球延伸到月球,它的彗发会填满地球和月亮之间大约一半的空隙。就是有那么大。”
这颗彗星名为塞丁泉,以2013年1月发现它的澳大利亚天文台命名,将在北京时间10月20日凌晨2:27掠过距离火星最近的位置。地球上南半球的观测者借助双筒镜或者天文望远镜,应该可以看到这颗彗星。而那些火星探测器,将处在最有利于观测的绝佳机位上。
“我们即将观测的事件,或许要上百万年才会发生一次。”美国航空航天局行星科学部主任吉姆·格林说,“这里是来自太阳引力疆域最外围的一颗彗星与内太阳系天体相遇的地方。这颗彗星会从火星这颗行星前方飞过。火星将被彗星物质所覆盖。”
彗星与小行星类似,都是行星际空间中的碎块,主要由岩石构成,围绕太阳运转。不过,彗星上还含有大量的冰——这些冰在地球上通常都呈气态和液态,比如二氧化碳、一氧化碳和水。但在太空深处,它们会被冻成固体。随着彗星一点点靠近太阳,彗核会被加热,这些物质也会升华,直接从固体变成气体。
NASA的环火星巡逻者将使用它的高分辨率相机拍摄这颗彗星的彗核,测绘它的形状、自转、亮度,以及彗发的化学构成,还将留意火星大气因为彗星的飞掠而导致的任何变化。火星奥德赛轨道探测器也将在红外线及可见光波段研究彗星的彗发和彗尾,而NASA最近刚刚抵达火星的MAVEN探测器,则会展开紫外观测,并为塞丁泉彗星与火星大气可能发生的相互作用提供更精细的测量数据。
塞丁泉飞掠火星后不久,尾随而至的彗星碎屑有可能会击中火星以及周边的这些探测器。火星探测器都已经调整好了轨道,到时候会躲在火星背后,以确保自身的安全。
地面望远镜和大量其他探测器也会在彗星与火星相遇时瞄准火星,包括哈勃空间望远镜,还有世界各地的业余天文学家。格林说,“我们已经做好准备,展开一场大规模联合观测了。”
塞丁泉彗星,正式编号C/2013 A1,正从火星轨道平面的下方靠近这颗行星。由于这颗彗星在太阳系中逆行,也就是说,它的轨道运动与行星方向相反,因此它相对于火星的速度高达每秒56千米。在如此高速之下,就算是尘埃微粒也会严重威胁火星周围这些轨道探测器的安全。
为了安全,NASA的探测器最近都进行过变轨,确保彗星近距离飞掠火星后不久,当彗尾中的尘埃来袭的风险最高时,探测器都躲在火星的背后。
火星轨道探测器和火星车都会在彗星飞掠的过程中研究这颗彗星,但照片可能需要几小时甚至几天时间才能传回地球,经过处理之后才会对外公布。
“通常情况下,是我们把探测器送往一颗彗星。而这一回,彗星主动来到了探测器的旁边,”NASA总部的任务科学家凯利·法斯特说,“我们集齐了这么多个探测器来专门研究火星,不过为了利用这次研究彗星的难得良机,它们都已经重新规划了自己的任务,来研究彗星与火星发生相互作用时会发生什么,彗星物质如何落入火星大气,火星又如何与彗星的气态彗发发生作用,火星大气会不会升温膨胀,火星上会不会划过流星?”
“这是一个千载难逢的机会。”