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2019年12月，人类发现的首颗从太阳系外闯入的星际彗星鲍里索夫（2I/Borisov）在匆匆造访太阳系后，掉头向寂寥的星际空间返航。2020年3月，哈勃空间望远镜再次追踪到它时，却发现彗核已经分裂——它头也不回，原来一直在负重前行。
2I/Borisov彗核分裂应该发生在2020年3月23日至3月28日之间。在此期间，它从一个明亮的单核，变化到出现双核特征。3月30日的观测图像中，双核特征更明显，且两块碎片间距离大约为180千米。
哈勃望远镜观测的2I/Borisov分裂图像 | 图源：NASA/ESA/D.Jewitt
彗核自然分裂的事件时有发生。虽然分裂的具体机制尚不明确，但一般认为，一颗彗星能否发生分裂与彗核的大小和成分有关。彗核是彗星的本体，直径从几百米到几十千米不等，是一颗由水冰（85%）、气体冰（5%）、尘埃和有机物组成的易碎的“心”。
彗星结构比较松散，当它靠近太阳时受到太阳加热的影响，冰物质开始升华，发生除气作用。除气作用可以使彗星的自转加速，离心力增加。当离心力增加到超过彗核自身引力和抗拉强度时，彗核就会发生分裂。对于彗核较小的彗星，离心力的增加更易使彗核发生分裂。
除气改变彗星自转示意图 | 图源：紫金山天文台
2I/Borisov的彗核直径不超过400米。它飞越近日点时（2019年12月8日）的日心距为2 AU。在造访太阳系过程中，有约7个月它的日心距都小于3 AU，这期间太阳辐射导致的冰物质升华足以改变如此大小的彗核的自转。
彗核除气作用示意图 | 图源：NASA/NSSDC
如果彗核分裂开始的时间是2020年3月23日，那么可估算出两块彗核分裂的速度大约为0.3米/秒，这是太阳系内彗星彗核分裂的典型速度，也与2I/Borisov的引力逃逸速度相当。
早在3月初，就已经有天文学家推断2I/Borisov的彗核可能发生分裂。它的亮度在3月4日至3月9日的短短五天内增强了两次，总亮度增强约0.7个星等（增亮近一倍）。亮度增强通常意味着彗星反射太阳光面积增加，即彗核可能发生了拉伸变形或分裂。
彗核分裂对彗星本身来讲可能是场灾难，却是天文学家研究彗星分裂的演化过程和彗核成分的大好机会。彗核分裂后会释放出内部大量新鲜的物质成分，天文学家可以通过光谱成像予以识别，加深对彗星的认识。
从2I/Borisov发现至今，天文学家们针对这颗星际彗星的观测研究一直在紧锣密鼓地进行。主要发现包括：
人类迄今为止观测到的运动速度最快的彗星。 哈勃望远镜在2019年11月16日拍摄的图片显示，当时2I/Borisov正在距离太阳2.1AU之外以175 000千米/小时的速度奔向太阳，这个速度高于所有已知的太阳系“土著”彗星。
彗尾延伸约16万公里，相当于地球直径的13倍。 这一特征是基于2019年11月夏威夷凯克天文台（W.M.Keck Observatory, WMKO）的低分辨率成像光谱仪拍摄的图像判明的。
2I/Borisov：和背景中一个遥远星系的合影（左）；刚过近日点后的图像（右） | 图源：NASA/ESA/HST
自转周期大于10小时。 因为形状不规则，彗星的自转更像是翻滚，可以通过连续的光度测量获得自转周期的信息。太阳系彗星的自转周期一般在4~120小时。
成分和年龄（46亿年）与太阳系内的彗星相似。 光谱数据显示其成分与起源于奥尔特云的长周期彗星相似。
是一颗碳链耗尽的彗星。 气态碳分子（C 2 ）的含量较低，而氨基（NH 2 ）的含量较高，与我们太阳系中的木星族彗星的特征相似。
气体中含氰（CN）。 氰也是太阳系彗星中普遍存在的物质。
水的生成率与太阳系彗星相似。 2019年9月在2I/Borisov中首次探测到氧原子，11月初探测到与水密切相关的羟基分子（OH），并于12月初达到峰值。
太阳系内的彗星，命运不尽相同。有的在挥发物耗尽后，活动性消失而成为类似小行星的死彗星，有的会发生分裂瓦解，有的会与太阳或行星发生撞击，有的则会被抛出太阳系。
哈勃望远镜团队认为在我们的太阳系中任何时候都应该存在着成千上万颗星际彗星这样的星际天体，只是由于太暗了，我们观测不到。有研究认为每1~2亿年就会有一颗直径大于100米的星际天体撞击地球，到目前为止，地球应该已经被星际天体撞击了25到50次了。
关于地球上生命物质的起源，一种观点认为是由太阳系中的彗星投递到地球上的。那么，观测到2I/Borisov的物质成分与太阳系内彗星类似，意味着地球上生命的出现可能也有来自星际彗星的贡献。同样，被太阳系抛出的彗星也会携带这些生命成分到其他系外行星，这对于人类寻找系外生命无疑是一个好消息。
本文成文过程中，2020年4月6日的观测显示2I/Borisov只有一个核，这意味着分裂出来的另一块彗核已经消失了；4月10日，它距离太阳已达约3.4 AU，渐行渐远。纵然心碎，2I/Borisov还将继续它的星际航程，就让我们祝愿这颗星际彗星返程顺利吧！
史建春
中国科学院紫金山天文台副研究员。研究方向：彗星的物理属性和活动性研究、彗星观测和测光、彗星长期光变研究等。