今年10月19日，A1塞丁泉彗星将从火星旁边掠过，距离最近时仅有地月距离的1/3。到时候，机遇号火星车会看到这样的场景吗？图片来源：huffpost.com
（文/David Dickinson）这或许是行星科学领域一辈子才能遇到一次的研究机会。
今年10月，一颗彗星将从一颗行星旁边擦身而过，给科学家提供一次良机，来研究彗星与行星大气之间可能发生的相互作用。
这颗彗星编号C/2013 A1，名为塞丁泉（Siding Spring），它要擦过的那颗行星则是火星。A1塞丁泉彗星是在2013年年初，由澳大利亚塞丁泉天文台的罗伯特·麦克诺特（Robert McNaught）发现的。随即，这颗彗星在天文学界引发关注，因为人们发现它会在今年下半年运行到距离火星极近的位置（参见《2014年，火星遭遇彗星劫》http://www.guokr.com/article/436752/）。
对彗星轨道的进一步测量排除了撞击火星的可能性，但它仍会从火星旁边掠过，最近距离仅有13.8万千米。这个距离大约是月亮到地球距离的1/3，而有记录以来距地球最近的彗星，即1780年的D/1770 L1莱克塞尔彗星，当年离我们最近时也要远出17倍之多。
尽管撞上火星的可能性已经被彻底排除，不过2014年5月发表在《伊卡洛斯》（Icarus）上的一篇论文提出了一个有趣的可能：A1塞丁泉彗星的彗发（即彗星喷发出来的、包裹在彗头周围的气体和尘埃）与火星稀薄大气之间的相互影响。这项研究是由美国亚利桑那大学的行星科学系、比利时空间高层大气研究所、法国格勒诺布尔格勒诺布尔行星科学和天体物理研究所，以及美国科罗拉多大学博尔德分校环境科学研究合作所共同完成的。
哈勃空间望远镜拍摄的C/2013 A1塞丁泉彗星的照片，显示了彗星正在活跃地喷射出物质。图片来源：NASA
为了进行这项研究，研究者考虑了2014年10月19日最靠近火星时，A1塞丁泉彗星可能的活跃程度。
尽管A1塞丁泉彗星的实体部分（即彗核）会安全掠过火星，但目前正在火星表面服役的火星车以及环绕火星运行的轨道探测器，或许能探测到彗星喷出的气体和尘埃。两者相遇时，火星距离太阳约为1.4个天文单位（天文单位即地球到太阳的平均距离，约为1.5亿千米）。在这个距离上，彗星巨大的彗发将主要由水构成。这些水将以60度的倾角闯入火星大气，侵入火星表面上方154千米的火星电离层顶层。这样一种效应将发生在北京时间2014年10月20日凌晨2:30前后，持续时间应该会超过4个小时。
在飞掠火星时，A1塞丁泉彗星含水彗发的半径预计将达到15万千米，刚好比火星与彗星的最近距离多出一点点。“水的分解产物（比如氢和氧）构成的彗发还要更大，可以延伸到100万千米以外。”美国亚利桑那大学的科学家、这篇论文的第一作者罗杰·耶尔（Roger Yelle）说，“实质上说，火星处于彗发影响范围的外围。彗星的离子彗尾不会扫过火星，但彗星喷出一些离子确实会抵达火星。尘埃彗尾刚好错过火星，这一点很幸运。”
火星上的诸多探测器到时候会看到什么样的景象，现在还有待观察，不过地球附近的广域红外线巡天探测卫星（NEOWISE）和哈勃空间望远镜，已经在监视这颗彗星越来越强的活动了。机遇号（Opportunity）火星车仍在正常运转，火星奥德赛（Mars Odyssey）和欧洲空间局的火星快车（Mars Express）也仍在环绕这颗红色行星运行，并不断发回数据。
不过对这一现象最有利的观测机会，或许还在路上——印度的火星轨道器和NASA的MAVEN探测器，将在彗星飞掠火星前不久抵达火星。MAVEN是设计用来研究火星高层大气的，它携带了一台离子－中性质谱仪（NGIMS），能够记录火星高层大气及电离层与彗星彗发之间的相互作用。NGIMS的镜头盖将在火星与彗星遭遇前2天打开。
NASA的MAVEN探测器，专为研究火星高层大气而设计，刚好会在彗星掠过火星前不到1个月抵达火星，为彗星与火星的近距离相遇提供最有趣的观测数据。图片来源：NASA
“MAVEN探测器将进行极为有趣的观察，”耶尔说，“彗星主要会干扰火星的高层大气，而MAVEN就是专门设计用来研究火星高层大气的。此外，就在MAVEN抵达火星之后不到1个月，这颗彗星就将抵达火星，这也是个不可思议的巧合。按照原定的计划，MAVEN届时将处于自检状态，直到11月1日才会展开全面的科学研究。不过，我们对计划进行了重新规划，看看我们能够观察到什么现象。”
火星的两颗天然卫星——火卫一和火卫二的表面与彗发物质的相互作用也相当有趣，不过洒落到这两颗小卫星上的水蒸气的总量预计不会太大。这篇论文还指出，如果彗星每秒抛出的物质超过300千克，火星的高层大气会受到剧烈的干扰。
利用地面设备在今年10月前对这颗彗星作进一步观测的提议，目前还没有敲定。业余天文学家可以在望远镜里追踪这颗彗星。到今年10月，A1塞丁泉彗星预计将达到8等的亮度，从地球上看，它会从蛇夫座中的火星旁边飞过。届时，火星和彗星都会于傍晚时分出现在西南方的低空。
毫无疑问，这将是一个空前的研究良机。至少有一点可以肯定，10月19日这一天，火星上所有的探测器都会将目光锁定在A1塞丁泉彗星和火星的激情湿吻之上！
编译自：universetoday.com，Interesting Prospects for Comet A1 Siding Spring Versus the Martian Atmosphere