核動力彗星?為什麼彗星的預報亮度能達到-24.7等

2020-12-06 騰訊網

最近有一顆彗星（編號：C/2019 Y4）以帶著點驚嚇的方式，進入了天文愛好者們的視野，原因是一些自動生成彗星預報的網站給出了驚人的彗星亮度預報：夏初時，這顆彗星最亮可達-24.7等[1]。

也就是說，如果彗星亮度按照預報變化，五月底及六月初時，彗星的亮度將達到太陽亮度的1/6，滿月亮度的約70000倍，堪稱核動力探照燈，令人無法直視。

菌菌畫的示意圖，但是一顆-24.7等的彗星只會更誇張

但是這顆彗星真的會有此等亮度嗎？預報為什麼會給出如此離譜的數值呢？

太多不看版：

不會，一定不會有-24.7等這種亮度。預報是受到了波動較大的數據的影響。但是這顆彗星仍然可能會成為一顆肉眼可見的亮彗星。

簡要分析版：

人們是如何預報彗星亮度的呢？

其實人們先根據影響彗星亮度的因素來給出一個近似的模型函數，然後根據彗星的觀測數據改變模型中的一些參數，再根據這些參數計算出彗星接下來的亮度變化趨勢的，簡化的模型用灰色字體給出了，不看不影響繼續閱讀。

（常用的彗星亮度預報函數[2]：m=m0+5lgd+5·k·lgr，m為彗星的視亮度，m0為彗星的亮度常數，具體含義是彗星在與地球和太陽距離都為1au時的視星等，d為彗星與地球的距離，r為彗星與太陽的距離，k為彗星的活躍度常數，通常取值為2左右。其中m0和k需要根據觀測數據擬合獲得，但是根據這顆彗星最近亮度的快速增加導致擬合出了高達約7.9的k值，導致了離奇的預報）

在影響彗星亮度的因素中，最核心的有：彗星到太陽的距離，彗星到地球的距離，彗星有多大，彗星有多活躍。

這很好理解：彗星離太陽越近就被照得越亮；離地球越近看起來就越亮；彗星大或者說可揮發物質多，自然就能比小彗星更亮；而彗星越活躍，它靠近太陽時就比其他彗星更劇烈的噴發物質，因而變亮得更快。

（紅線是擬合結果，極值-24.9等；灰線為保守預測。黑點為觀測值，發布時間北京時間2020.2.28）

最近的觀測數據顯示這顆彗星的亮度短時間內快速上升，而它到太陽或地球的距離沒有很大變化，導致很多模型自動分析，給這顆彗星估算了一個明顯不合乎常理的活躍程度，並按照這個活躍程度推算，當彗星在夏季初靠近太陽時，會亮得跟太陽不分伯仲。這才有了這顆彗星「飛上天，跟太陽肩並肩」的亮度預報。

說到底，是較為極端的數據變化導致了一些極端數據的出現。彗星經常會出現一些預料之外的變化，這可能是彗星上正在發生的物理變化或者物質分布不均勻導致的。極端的例子是17P彗星因為解體，亮度從17等陡增到2等。

爆發後的17P彗星，圖片來源：https://www.cwb.gov.tw/V7/astronomy/picture/phenomenon/comet17p/2007comet17P.htm

但是也正如之前所說的，目前彗星的亮度數據不足以精確預報這顆彗星到底會有多亮，保守估計最亮可能會達到3-4等間的某個亮度[3]。

彗星啊，你不要動不動就想搞個大新聞，上一個這麼想的艾森（ISON）彗星，最後還不是把大家都鴿了。EN菌會繼續關注你的後續變化的～

結論與數據來源：

[2] 根據stellanavigator的算法（吉田誠一算法，此算法中k值為常數2）

[3] 根據comet for windows程序（應用吉田誠一算法擬合）

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