用新的计算机模型预测彗星爆发

这是通过望远镜观察坦普尔1号彗星的照片。活动区域负责明亮的喷流（左）。在计算机模拟的帮助下，MPS的科学家可以重建从地球上看到的图像（右）。

一个新的计算机模型可以帮助科学家定位彗星中的活动区域，在这些区域，尘埃颗粒从彗星的岩石状核表面喷出。

传统上，“特别是近距离”研究彗星是困难和危险的，因为尘埃爆发有可能损坏太空探测器。

这一新的计算机模型由德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）的科学家开发，将帮助研究人员仅使用地球上的可用信息来定位这些活动区域。这种从远处研究彗星的新方法可以帮助科学家为欧洲航天局的“罗塞塔”太空探测器计算一条安全的飞行路线，该探测器计划于2014年抵达丘里尤莫夫·格拉西门科彗星。

彗星的核心远比一块不变的冰和尘埃复杂得多。在太阳的影响下，水、二氧化碳和一氧化碳等挥发性物质从原子核“表面”的某些区域释放出来，这些区域被称为活性区域。

这些活动区域将尘埃颗粒带到太空，从地球上看，尘埃的形成看起来像环绕彗星的喷流或螺旋臂。这些结构通常隐藏在一层被称为彗发的气体和灰尘后面。

MPS的Hermann B'hnhardt说：“从地球上拍摄的照片显示了彗星及其喷流的二维投影。”

但是，如果没有更详细的图片或模型，科学家很难判断尘埃颗粒和气体的来源。

作为补偿，MPS的研究人员试图使用一种间接方法来定位彗星的活动区域，这种方法首次也解释了彗星的三维形状。

MPS的Jean-Baptiste Vincent解释道：“到目前为止，试图寻找活动区域的计算机程序都假设彗星是球体或椭球体。”

这些假设往往是不够的，因为事实上，彗星可能有不寻常的形状。因此，研究人员决定采取不同的方法：通过观察彗星的整个旋转周期，他们利用彗星亮度的变化来计算其真实形状。

接下来，研究人员向该项目提供了彗星上活动区域可能位于何处的初步假设，以及对尘埃粒子物理性质的估计，包括彗星核心发射时的大小和初速度。

由此产生的计算机模拟提供了通过地球上的望远镜可以看到的图像。通过将其与望远镜拍摄的实际图像进行比较，可以逐步进一步细化模型，直到模拟图像与实际图像一致。

这种新方法已经通过了第一次测试：科学家们成功地将其应用于2005年美国国家航空航天局深度撞击任务的目的地Tempel 1彗星。

文森特解释道：“尽管从这次任务开始，我们就知道Tempel 1的活动区域在哪里，但我们假装不知道。”

使用他们的计算机程序，科学家们只应用了基于地球观测的信息，除了深度撞击任务结果中采用的核形状模型。该方法成功地生成了一张模拟图像，显示了Tempel1的活动区域，与望远镜看到的区域相匹配。”

接下来，研究人员计划计算Churyumov Gerasimenko彗星的活动区域，该彗星是罗塞塔任务的计划交会目标。“罗塞塔”着陆器“菲莱”号预计将于2014年底着陆。

自2004年发射以来，“罗塞塔”任务一直在前往火星轨道和小行星带以外的目的地。在任务的关键时刻，这种新方法可以帮助确定罗塞塔探测器穿过彗星彗发的安全路线，甚至可以帮助寻找合适的着陆点。