ALMA 揭露史上最大歐特雲彗星的祕密

天文學家利用 ALMA 成功偵測到歐特雲彗星 C/2014 UN271（Bernardinelli-Bernstein）分子活動，這是目前觀測到最大且第二遙遠的活躍彗星。

C/2014 UN271直徑約140公里，是多數已知彗星數十倍以上。已知最大長週期彗星為直徑96公里的C/2002 VQ 94與74公里的海爾─波普彗星，唯一已知比C/2014 UN 271更大的活躍彗星是半人馬小天體95P/Chiron，直徑約215公里。C/2014 UN271來自歐特雲，自2014年以來一直在海王星（29.9AU）軌道內，並2022年9月進入天王星（18.3AU）軌道，2031年到達近日點（11AU），但仍位於土星軌道外側。

▲ 哈伯望遠鏡2022年1月8日拍攝的C/2014 UN271影像。（Source：NASA / ESA / Man-To Hui (Macau University of Science and Technology) / David Jewitt (UCLA)／影像處理：Alyssa Pagan (STScI)）

過去科學界對這類寒冷且遙遠天體的行為所知甚少，此次觀測揭示彗星核心噴出複雜且變化多端的一氧化碳氣體噴流，這也是首次直接證實彗星在如此遠離太陽（16.6AU）的地方，活躍狀態的驅動機制。當C/2014 UN271仍遠離太陽，ALMA偵測大氣一氧化碳氣體發散熱輻射來觀測。多虧ALMA具備極高靈敏度與解析度，科學家得以聚焦如此寒冷且遙遠天體的微弱訊號。

▲ 圖A為2024年3月8日一氧化碳（CO）光譜整合通量圖。彗星照明位相（ϕ∼3°）、太陽方向與塵埃尾方向標示於右下角。黑色十字記號代表連續光峰值位置。圖B為連續光通量圖，分別以等高線疊加整合紅移與藍移CO(J=2-1)。圖C為自動校正（紅）與干涉儀（黑）測得之CO光譜比較。圖D為UN271的連續光通量圖。（Source：Nathan X. Roth et al, ApJ (2025)）

研究建立在之前ALMA觀測基礎，首次測定UN271巨大核心的大小。此次新發現進一步測量逸散物質的熱輻射，以計算彗星大小及核心周圍塵埃的總量。團隊得出的核心大小與塵埃質量數值與前一次ALMA觀測結果一致，並再次確認這是人類迄今發現最大的歐特雲彗星。ALMA對這些訊號的精確測量為這顆遙遠冰凍巨型天體描繪出更清晰的輪廓。

這項發現不僅是首次在這顆創紀錄彗星偵測到分子氣體逸散現象，也難得提供太陽系最外層天體的化學組成與動態的珍貴觀察機會。C/2014 UN271持續接近太陽，科學家預期會有更多凍結氣體開始昇華，透露原始成分與早期太陽系的樣貌。這類發現有助解答根本問題，如地球與水源的起源，以及其他地區可能形成宜居環境的條件。