历史上的大彗星(2)海尔-波普彗星

【发现者】

艾伦·海尔(1958-)

    1995年,艾伦·海尔(AlanHale)37岁,他是一个狂热的天文爱好者,并且由此走上了天文学专业之路,这还要从他小时候说起。1958年,海尔的父亲在美国空军服役,驻扎在日本立川,海尔就出生在了这里,几个月后还在襁褓中的海尔就随着父亲回到了美国,住在新墨西哥州的阿拉莫戈多市,海尔就在这里长大。上个世纪60年代,是美国航天事业蓬勃发展的时候,各种探测计划层出不穷,最令人瞩目的要数“阿波罗”载人登月了,还尚年幼的海尔就是在这样的环境下成长起来的,他回忆说:小学一年级的时候,父亲给他从图书馆借来了天文学的书籍,激发了他对天文学的兴趣。再加上阿拉莫戈多市干燥的气候,夜晚的星空格外的透彻,小海尔经常仰望星空,对天上星星的兴趣与日俱增,那个时候他最喜欢的电视剧就是《星际迷航》。

这个大叔就是艾伦·海尔

    1976年,海尔毕业于阿拉莫戈多高级中学,在美国海军服役到1983年,在这期间他考入了美国海军学院,并在1980年获得了物理学学士学位。退役后,海尔进入喷气动力实验室工作,参与了美国深空探测监测网的建设,1986年,当旅行者2号飞跃天王星的时候,他参加了其中的无线电科学的实验。后来,海尔继续进入新墨西哥州州立大学天文学院攻读硕士学位和博士学位,1992年博士毕业,在新墨西哥州的空间中心(现在的新墨西哥州空间历史博物馆)工作。

这是海尔1990年左右的照片,年轻的时候还是蛮帅的,身材很棒

    在工作之余,海尔非常喜欢做天文观测,观测彗星就是他的一项业余爱好,从1970年起,海尔观测过200多颗已知彗星,在圈内小有名气,1991年国际天文学联合会就以他在彗星观测上的贡献,将4151号小行星命名为艾伦·海尔,但是直到1995年,他还没有发现过一颗彗星。

托马斯·波普(1949-2018)

    1949年10月15日,托马斯·波普(Thomas Bopp)出生在美国科罗拉多州首府丹弗,出生后没几年全家就搬迁到俄亥俄州的扬斯敦,在他3岁的时候,他的爸爸就带着他进入了天文学的世界,那是一次在家门口的流星雨观测。随着小波普的长大,老波普逐渐传授给了他关于行星和星座的知识,并在10岁那年,送给了小波普一台4寸的反射望远镜,这样的童年经历让托马斯·波普成为了一个天文爱好者。

这个就是波普大叔在2010年的时候留下的影像,遗憾的是他在2018年因病去世了。

  1967年,托马斯·波普毕业于钱尼高中,并加入了美国空军,退役后波普考入扬斯敦州立大学学习工商管理专业,虽然没有读上自己心爱的天文专业,但是在那里他认识了许多天文学家,他选修了天文学和物理学,他加入了马洪宁谷天文学会,他和宇航员罗纳德·帕里斯成了好朋友,他特别喜欢用学会里的那台16寸的牛顿式反射望远镜目视深空天体。

    毕业后,波普移居到亚利桑那州的凤凰城,这也是一个干燥的地方,出了城就是沙漠,有着极佳的天文观测条件,他就职于一家建筑材料公司,并加入了当地的天文学会,在周末经常会和学会的朋友相邀到沙漠去观星。但是直到1995年,他还没有观测过任何一颗彗星,他最喜欢的就是使用他朋友吉姆·史蒂文斯的17.5寸的反射望远镜去目视深空天体,享受那星空下的感觉。

年轻时候的波普,旁边就是他发现彗星的17.5寸望远镜

【海尔-波普彗星的发现】

    1995年7月22日,周六,又是一个晴天,夜幕降临后,海尔照常在家中的后院使用米德DS-16望远镜进行彗星观测,在观测完周期彗星71P/Clark后,等待6P/d'Arrest彗星从地平线上升起来的空闲期间,他把望远镜转向了人马座的M70球状星团,瞬间注意到了一个模糊的光斑出现在了视场里,他意识到这是一个新的天体,但作为科学家的他还是谨慎地查阅了天文学资料,在确定了这颗彗星是未知彗星之后,他才向天文电报局发送了电子邮件:报告了彗星的坐标,并确认这个彗星正在移动。接着他又跟踪这颗彗星3个小时,直到它被地平线上的树冠挡住了光线。

    1995年7月25日,Meyer和Raab在奥地利拍摄到的海尔波普彗星,离发现才过去2天

     与此同时,托马斯·波普正和他的朋友驱车到144公里外的维克牧场附近进行周末的天文派对,享受那台17.5寸天文望远镜带给他的快乐。晚上11点左右,波普在观测人马座M70球状星团的时候看到了一个陌生的天体,那是一个“毛茸茸”的小球,一开始以为是星系,但是查阅了星表后并没有星系在这个位置上。在观测了一个小时后,波普发现这个天体会移动,证明这是一个太阳系内的天体。波普和他的朋友草草地描绘下了这个未知天体和周围恒星的位置关系,并尝试和国际天文学联合会联系,但是却发现在这个地方没有信号。于是23号凌晨,他急匆匆地赶回家中,给国际天文学联合会发了电报,而此时海尔已经发了三封电子邮件。

    过了没多久,天就亮了,23日早上8点25分,天文电报局的马斯登给海尔和波普都回了电,告诉了他们这的确是个新的彗星!根据规则,这颗彗星编号为C/1995 O1,海尔和波普都被认定为彗星的发现者,虽然没办法确定到底是谁先看到的彗星,但是海尔首先报告了这颗彗星的位置,因此采用海尔在前,波普在后的方式正式给这颗彗星命名为海尔-波普彗星。1天之后,海尔给波普打了个电话,谁曾想毫不相干的两个人因为这颗彗星联系在了一起,这样的缘分何等的珍贵。

 海尔和波普在彗星发现后的第一次见面(1995年9月),左边是波普,右边是海尔。 

【这是一个大彗星】

    海尔波普彗星被发现后,世界各大天文台就纷纷进行了后续观测,一开始的观测表明这颗彗星10.5等左右,彗发明显,有一个微微向北延伸的彗尾,根据8月18日LaSilla的1米施密特望远镜的测量,彗发有9.6×6.0角分,按照当时彗星距离地球6.2个天文单位计算,彗发的实际大小有250万×160万公里,要知道地球到月球的距离也就38万公里,海尔-波普彗星的彗发比太阳的直径还要大,是一个实实在在的大彗星。同时,这颗彗星发现时候的距离之远也是令科学家们啧啧称奇,当时彗星距离太阳7.1个天文单位,远在木星和土星轨道之间,是天文爱好者发现的最遥远的彗星。这颗彗星在这个距离上就具有了10.5等的亮度,不得不说这颗彗星不同寻常。后来经过哈勃空间望远镜的测量,确定这颗彗星的彗核直径40公里,比哈雷彗星大5倍,是已知的最大的彗星之一。

1995年10月5日,哈勃空间望远镜拍摄到的彗星的彗核,可以看到螺旋状的气体喷流   

海尔波普彗星的轨道示意图,它的轨道倾角很大

     进一步的观测得出这颗彗星将于1997年4月1日过近日点,近日点距离太阳0.92个天文单位,远日点距离太阳363个天文单位,轨道周期2380年左右,是一颗长周期彗星。世界各国的天文爱好者和专业天文台都开始对这颗彗星做着连续的跟踪观测,整个1995年的下半年,彗星的亮度缓慢增加,到1996年2月,彗星亮度达到9等。澳大利亚的彗星猎手Terry Lovejoy(发现了2011年著名的洛弗乔伊彗星)观测后描述说这颗彗星非常好辨认,它有着明显的扇形彗尾。1996年4月,距离海尔-波普彗星过近日点前1年,它的亮度8.0等,而此时它才刚到达木星轨道。

   海尔波普彗星的轨道示意图,绿木星,黄火星,蓝地球,红色金星,浅蓝水星

海尔波普彗星的轨道示意图,绿木星,黄火星,蓝地球,红色金星,浅蓝水星

    1996年5月20日,TerryLovejoy报告称用肉眼在非常黑暗的条件下观测到了海尔-波普彗星,这标志着海尔-波普彗星的星等达到了6.5等,而此时彗星距离太阳4.35天文单位。要知道正常的彗星要进入到距离太阳3个天文单位的地方才开始变得活跃,太阳的辐射才足够加热彗星上水冰,使其蒸发为水蒸气,从而增加彗发的气体,以致彗星变亮,2020年的热门彗星C/2019 Y4 在3个天文单位地方时的亮度才19.6等,截止到今天(3月20日)它距离太阳1.67个天文单位,也才8.4等的亮度。海尔-波普真的是百年一遇的大彗星。  

 1996年3月20日,欧洲南方天文台3.5米的NTT望远镜拍摄到的彗星  

    不过当时的人们也不是没有怀疑过它,1996年的7-8月,彗星的亮度有所回落,许多业余的和专业的天文观测者担心这颗彗星已经开始变暗了,但是到了9月份,彗星到达3个天文单位的位置,亮度又回升到5.3等,到了10月份彗星已经接近5等了。12月12日,彗星的亮度超过了4等,此时彗星位于蛇夫座,太阳也在蛇夫座,所以难以观测。

   1996年7月21日的海尔波普彗星

【海尔-波普彗星的辉煌时刻】

    时间进入1997年,这是属于海尔-波普的年份,1月6日彗星的亮度已经有3.2等了,到了20日,随着彗星在天球上逐渐远离太阳,在日出前的黎明已经很容易用肉眼观察到它,此时亮度估计有2.5等。

    2月初,彗星达到了2等,2月20日彗星突破了1等,到了3月7日彗星已经亮达0等,成为日出前东方天空中一个明亮的目标。这个时候的彗尾从2°增长到了10°以上,极具观赏性。3月9日,在蒙古、西伯利亚和中国的漠河发生了一次日全食,当太阳完全被月球遮挡住的时候,天光暗了下来,海尔-波普彗星拖着长长的彗尾出现在了太阳不远处,这样的景象真的是亘古未有,为此中国邮政还以这个景象发行了一套纪念封。

  中国邮政1997年3月9日发行的漠河日全食纪念封 

1997年2月16日的海尔波普彗星

    到了3月中旬,已经有许多的观测者报告彗星达到了-0.5等,到了20日则增长到了-0.7到-0.8等,彗尾呈现出黄白色的尘埃彗尾和蓝绿色的离子彗尾两条,长达15°到20°。此时的彗星从天鹅座运行到仙女座,有许多的天文摄影师到世界各地拍下海尔-波普彗星和名胜古迹的合影,虽然当时还是以胶片相机为主,天文摄影的难度很大,但是还是有许多精美的照片流传了下来,下面就开始欣赏时刻。

 1997年3月8日,海尔波普彗星运行到天鹅座,与北美洲星云的合影。  

3月10日,Eckhard Slawik拍摄的海尔波普彗星和银河的合影

1997年3月11日,拍摄于西弗吉尼亚州戴维斯的黑水瀑布州立公园

1997年3月19日和25日的彗星图像对比,美国G.W Kronk拍摄于伊利诺伊州

1997年3月27日,奥地利的Gerald Rhemann拍摄的海尔波普彗星

1997年3月29日,Salzgeber在克罗地亚拍摄到的彗星,彗星的右下方是仙女座大星系

1997年3月29日,Sebastian Voltmer在瑞典罗纳河谷拍摄到的海尔波普彗星

    1997年4月1日,海尔-波普彗星过近日点,彗星的亮度达到了最大值-1.4等,相当于天狼星的亮度,此时的彗星出现在了傍晚的天空中,彗尾达到了最长。4200年前,当它上一次经过这个地方的时候,中国还是尧舜时代,难以想象当时我们的先民看到彗星在天空中延伸出长长的彗尾的时候的那种恐惧。而今,我们已经可以坦然地面对这样的景象,放松地观赏这个千年一遇的奇观。谁知道2300多年后,我们的后代又将以怎样的心态来看待这颗彗星呢?

1997年4月1日,Jerry Lodriguss拍摄到的海尔波普彗星,离子彗尾的尾部是英仙座双星团,图中的两个孩子一个12岁,一个15岁,现在他们应该都已经成家立业了吧。    

1997年4月1日,1230mm焦距的C8望远镜+柯达EPP100相机曝光10分钟拍摄到的海尔波普彗星

1997年4月4日的海尔波普彗星,这是网络上广泛流传的“标准照”

1997年4月4日,瑞士最高峰上的海尔波普彗星

1997年4月6日,Pacholka拍摄于美国加利福尼亚州约书亚树国家公园的印第安湾露营地

1997年4月11日,拍摄于德国的海尔波普彗星

【彗星的离去】

    过了近日点后的海尔波普彗星愈行愈远,亮度也逐渐下降,它依次经过了英仙座、金牛座一直到猎户座,进入了南天球。南半球的观测条件逐渐变好。5月亮度从0.3等下降到2等;6月彗星靠近太阳不易观测;7月到8月,彗星保持在4等左右;9月彗星下降到5等;10月下降到6等,最后的一次肉眼观测报告还是来自于澳大利亚的Terry Lovejoy,他在12月9日最后一次报告彗星肉眼可见。

    从Lovejoy 1996年5月20日第一次用肉眼看到它到1997年12月9日最后一次的观测,海尔-波普彗星肉眼可见的时间长达569天(18.5个月),是人类有史以来肉眼观测时长最久的彗星,超过了1811年大彗星的记录(9个月)。有无数的民众观赏过它的身影,给当时的人们留下了非常珍贵的记忆。

 1997年4月10日,彗星在金字塔上的合影,4000多年前的古埃及人曾经目睹过它的上次回归  

   1997年之后,海尔-波普彗星仍然可以用望远镜看到,2005年1月,它已经远在天王星轨道之外,亮度还有18等,在2020年前,它的亮度还是会亮于30等,以人类现有的技术仍然可以拍摄到它的身影。不过最好的办法还是等待长生技术出现,让上天在给我们2000年——或者再来一颗大彗星吧!

【后记】

    据美国统计,有67%的国民目睹过海尔-波普彗星。然而那时候的我还在上一年级,生活在城市里的我对星空没有留下什么深刻的印象,资讯上也完全不知道这颗彗星的消息。但是我记得3月9日的那场日全食,我看了中央电视台的全国直播,但还是和海尔-波普彗星擦肩而过,留下终身遗憾。1997年的天文器材还没有那么普及,相机都还是用胶片相机,因此海尔-波普彗星留下的影像资料没有现代那么丰富,你如果看过这颗彗星,就在评论里和我们一起聊一聊当时的感想吧,我也很想知道当年海尔-波普是个怎样的盛况。

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