发布单位：香港天文学会

　　伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星（C/2014 UN271 Bernardinelli-Bernstein）是一颗潜在大型奥尔特云（Oort cloud）彗星，由天文学家佩德罗·伯纳迪内利（Pedro Bernardinelli）和加里·伯恩斯坦（Gary M. Bernstein）在暗能量巡天照片中发现 。2014年10月20日彗星首次发现时，距离太阳29个天文单位，几乎与海王星的轨道一样远，也是至今为止发现最远的一颗彗星。它的出现为天文学家提供了一个难得的机会，来研究来自太阳系极端边缘的天体。

　　然而，研究人员需要将近七年的时间才能将那个奇怪的光点识别为一颗巨大的原始彗星，这可能是现代望远镜研究过的最大的彗星。

　　现时在美国华盛顿大学博士后研究员佩德罗·伯纳迪内利（Pedro Bernardinelli）说：「我的电话并没有停止响铃，我没想到天文界对这个发现给予了热烈的欢迎。」伯纳迪内利如当时的顾问加里伯恩斯坦在美国宾夕法尼亚大学进行研究，他在博士学位的最后几周共同发现这颗彗星。

　　彗星的核心大约有150公里。这是至今为止对彗星的最大尺寸估计。相比之下，欧洲太空总署的罗塞塔号（Rosetta）太空船在2014年至2016年在轨道上运行的楚留莫夫-格拉希门克彗星（67P/Churyumov-Gerasimenko）彗星只有4公里大。

　　伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星的大小甚至可能与一些历史上的大彗星并列，其中包括一颗非常明亮的彗星，可能是巨大的C/1729 P1彗星，它曾经于1729年进入内太阳系。

　　在接下来的十年中，伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星将在接近内太阳系时继续变得更亮。彗星将在2031年1月21日最接近太阳，届时这颗彗星将进入距离太阳约16亿公里范围内，比土星的平均距离略远。然后它将开始离开到太阳系的外部区域，至少在2040年代仍然可见。

　　彗星在太阳强光下蒸发时释放的气体量，伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星在夜空中的亮度可能与土星最大的卫星土卫六（Titan）一样明亮。如果是这样，这颗彗星应该在2031年用中、小型望远镜可见。

　　天文学家计算出这颗彗星需要数百万年才能绕太阳一圈。只有三颗这样的长周期彗星在从奥尔特云进入的途中发现，而伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星在距离超过43亿公里的时候发现。因为它很早已经发现，现代的天文学家有机会解开它的奥秘。

　　伯纳迪内利和伯恩斯坦发现彗星后，经过反复验证，在2021年6月19日，国际天文学联合会才确认该物体为新发现的天体。五天后，这颗天体确认为彗星，并以两人的名字命名为伯纳迪内尔-伯恩斯坦彗星。

　　彗星发现的消息迅速传开。几天之内，世界各地的天文学家开始将他们的望远镜追踪这颗彗星，并在他们的档案中搜寻任何其他未被注意到的图像。研究人员很快发现这颗彗星早在2010年就隐藏在档案的数据之中，从而提高了它已知轨道的准确性。

　　在宣布这个消息后的24小时内，多个天文学家团队已经确认这颗彗星正在释放足够的尘埃和气体，形成可见的彗发或彗尾，尽管它距离太阳仍然超过32亿公里。

　　彗星在接近太阳热量之前不会释放出太多物质，这会导致冻结的化合物直接升华成气体。然而，伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星似乎产生大量气体的挥发物，即使在海王星以外的寒冷太空之中也开始升华。观测结果显示，这颗彗星过去不可能在内部太阳系中花费太多时间受热，从而使它仍然具有诞生时的原始状态。

　　关于它的彗尾的更多线索来自凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，简称TESS）在2018年和2020年拍摄的照片，这是一支由美国太空总署（NASA）运营的系外行星巡天太空望远镜，它也捕捉到这一颗即将到来的彗星照片。奇怪的是，凌日系外行星巡天卫星数据中的彗星比暗能量巡天图像中的要明亮得多。研究小组意识到，凌日系外行星巡天卫星的像素覆盖天空区域比暗能量巡天的像素要大得多，这意味着彗星一定是在释放一个巨大的、极其分散的尾巴。

　　伯纳迪内利和伯恩斯坦回顾了暗能量巡天数据，将许多彗星的图像叠加起来，试图识别彗星的尾巴。最终，他们在数据中发现一个极其微弱的讯号，从而得知这颗彗星在距离太阳38亿公里时已经开始释放气体，这个位置比天王星的平均距离远近40%。

　　通过追踪彗发随时间的变化，以及彗星接近太阳时的亮度，伯纳迪内利的研究团队开始模拟彗星的化学成分。他们发现，鉴于在这个极端距离处的阳光是多么微弱，彗星必须要释放出二氧化碳，或者释放出氮气，又或者两者都有。

　　科学家已经在集思广益，如果使用太空船去探访伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星需要什么项目。目前，还没有正式的任务在进行之中，但如果各国的太空机构迅速行动，不迟于2029年发射飞掠彗星的探测太空船，可能会在2033年拦截到这颗彗星。

　　研究人员还在努力破译这颗彗星过去在太阳系中的运行轨道，以确定它曾经被太阳改变了多少次。伯纳迪内利和伯恩斯坦的团队计算出，到2031年，这颗彗星将是至少300万年以来它距离太阳最近的一次。

　　然而，深入了解过去是极其困难的。奥尔特云彗星距离我们很远，它们的轨道可以被经过的恒星推动，这意味着模拟它们的轨道需要绘制恒星在银河系中的运动图。新的数据显示，只要有一颗特别麻烦的恒星在附近，已经可以破坏追踪彗星轨道的任何努力。

　　几年来，研究人员已经知道，大约在280万年前，一颗编号HD 7977的类太阳恒星经过太阳系。但没有人知道它究竟飞过那里，甚至不知道HD 7977经过了太阳系的哪一边。

　　这种不确定性意味着人们对这颗恒星对奥尔特云彗星的重力牵引知之甚少，这可能对伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星最后一次接近太阳的时间以及它与太阳的距离有多近产生重大影响。

　　随着彗星越来越近，新的观测也可能改变它估计的大小。150公里的估计是基于它当前的亮度，以及彗星释放的尘埃和气体的模型。但是使用这种方法计算彗星大小是一项棘手的工作。如果彗星的排气模型不完整，那么彗核可能看起来比实际大。

　　好消息是，伯纳迪内利-伯恩斯坦彗星给世界的天文学家罕见的时间机会。智利的薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）天文台如果准时在2023年启用，至少在未来十年甚至更长时间内都能够追踪这颗彗星。使用最先进的望远镜将改变我们对太阳系的看法，并且可能发现更多像伯纳迪内利-伯恩斯坦这样的彗星。

　　【图、文：节译自暗能量巡天网页；研究全文刊登在2022年1月31日出版的arXiv论文预印本网站，标题是：Size and albedo of the largest detected Oort-cloud object: comet C/2014 UN 271 (Bernardinelli-Bernstein)】