27年来最适合中国宝宝体质的大彗星要来了？︱C/2023 A3前瞻

在全球范围内，2024年最值得期待的天象大概是4月8日的日全食，但很可惜中国境内无缘这一轮黑太阳。要说今年的天象中有哪个最值得我们中国宝宝们期待，那就必须得聊一颗与中国有关的彗星——C/2023 A3紫金山-阿特拉斯彗星。

看到彗星的名字里有「紫金山」三个字，想必大家很快就反应过来为何说这颗彗星与中国有关。目前彗星的命名是以发现者或机构冠名，这颗彗星的发现机构分别为中国紫金山天文台与小行星对地撞击终末预警系统（ATLAS）。2023年1月9日紫金山天文台盱眙观测站向小行星中心上报，台站的1.2米近地天体望远镜发现了一颗新天体。

紫金山天文台盱眙观测站1.2米近地天体望远镜丨紫金山天文台

新天体最初按小行星上报，随后进入近地天体的待确认名单，1月30日时一度因为没有后续观测报告被除名，标记为失踪。直到2月22日小行星对地撞击终末预警系统位于南非萨瑟兰观测站的0.5米望远镜发现一颗新天体，并注意到天体有彗星特征，按彗星上报小行星中心。后续的轨道计算将前后相隔一个多月的两份报告联系了起来——它们描述的其实是同一颗天体。[1]

小行星对地撞击终末预警系统（ATLAS）南非Sutherland观测站 0.5米望远镜丨SAAO

简单而言，紫金山天文台首先报告了新天体，而小行星对地撞击终末预警系统确认了天体是彗星，所以两者都在彗星名字中占有一席之地，按时间顺序紫金山在前，阿特拉斯在后，彗星按最早的报告时间编号为C/2023 A3，即2023年1月上半月发现的第三颗彗星。

近地天体望远镜观测到C/2023 A3的图像丨紫金山天文台

紫金山-阿特拉斯彗星发现时距离太阳约7.7天文单位，亮度约19等。在宇宙空间运行近一年后，目前彗星已经越过木星轨道，距离太阳约4天文单位，亮度约14等，位于天秤座。

按照现有预报，到今年7月中旬时，彗星将会飞越火星轨道，8月中下旬开始亮度增至肉眼可见的水平（6等），9月中旬亮度超过北极星。9月下旬开始可以尝试在日出前的晨光中寻找彗星的身影，此时彗星亮度已接近1等并逐日增亮。9月27日彗星过近日点，此时彗星距离太阳不到0.4天文单位，与水星的轨道半长轴（0.387天文单位）相仿，亮度约0等。以广州为例，彗星将在日出前约1小时升起，位于东偏南的低空。

9月下旬日出前彗星的位置丨Stellarium模拟

过近日点后，紫金山-阿特拉斯彗星会正好经过太阳和地球连线附近的宇宙空间，此时太阳就像彗星背后的一盏灯，而刚刚近距离接受完太阳「炙烤」的彗星周围布满尘埃，两者叠加之下会让一种神奇的物理学buff出现在彗星身上，让它变得更亮。这种buff名为「前向散射」，大雾天远处路灯周围的一圈光晕就是前向散射作用的结果。在前向散射的加持下彗星亮度可能会短暂提升至-4等，相当于金星的亮度。不过坏消息是当前向散射作用越明显，彗星与太阳的角距离会越小，这反而增加了观测难度。

按照预报，前向散射作用在10月上旬最为明显丨astro.vanbuitenen.nl

10月12日彗星过近地点，距离地球不到0.5天文单位（约7000万千米），此时彗星逐渐远离阳光干扰，在日落后的西方天空现身，亮度在大约一周内可以保持在2等以上，同时地平高度逐日抬高，观测难度降低。11月初彗星亮度降至4等，11月中旬后肉眼不可见。­

10月下旬-11月上旬日落后彗星的位置丨Stellarium模拟

本文标题似乎会拉高大家对紫金山-阿特拉斯彗星的期望，不过从上述的前瞻来看，彗星的确会有不错的预期表现，而且与过去30年间的明亮彗星对比，它也丝毫不逊色。

过去30年间比北极星亮的彗星，紫金山-阿特拉斯彗星的数据为估计值，仅供参考

绝大部分彗星榜单习惯按彗星的峰值亮度排序，但峰值亮度这个指标其实颇具欺骗性。对于普通恒星来说亮度越高越方便在星空中辨认，而彗星的亮度受到多种因素影响（与太阳距离，与地球距离，自身性质变化等），亮度并不恒定且变化幅度极大，而且到达峰值亮度的彗星往往与太阳的角距离较小，不易观测。简单来说，一颗彗星峰值亮度越高，不意味着我们就可以更容易在天空中发现它。与其关注峰值亮度，不如留意彗星维持一定亮度的时间。

于是在上面的表格中我引入了一个可以反映彗星亮度维持能力的指标，即「高光时间」：彗星维持在某一亮度范围的时间。这里我选择了彗星比北极星亮的时间，北极星勾陈一是一颗典型的2等星，比北极星亮，意味着即便是在城市当中也有机会不借助观测设备看到它。当然高光时间这一指标不可避免地包括了彗星明亮但过于接近太阳的时间，这些时候想在地面观测彗星显然难度极大。所以想要知道一颗彗星是否易于观测，除了关注高光时间，还应留意彗星的近日点，近日点越远，彗星就能更早一步远离太阳光的干扰[2]。

综合高光时间长短与近日点远近，我们可以将过去30年的明亮彗星按肉眼观测门槛从易到难大致排个序。

过去30年明亮彗星的肉眼观测门槛，T0级最易观测，T3级最难观测

总体而言，彗星近日点越远，高光时间越长，就越容易观测，等级也越高。唯一一颗T0级的海尔-波普彗星不仅是过去三十年最壮观的彗星，纵观整个人类彗星观测史大概也是屈指可数。彗星有着接近地球轨道半径的近日点，同时高光时间长达5个月，这个成绩在近现代彗星观测史中独领风骚。

海尔波普彗星丨Wikipedia

与T0级相比，T1级的两颗彗星在近日点和高光时间上都要略逊一筹：近日点均在0.2天文单位附近，高光时间大于1个月，高光时间上虽然不能和T0级彗星相比，但明显优于T2级彗星。两颗T1级彗星之间倒是不好分高低，算分庭抗礼——百武二号彗星最亮时在北半球闪耀，而麦克诺特彗星则基本是南半球的专属。

麦克诺特彗星丨Wikipedia

百武二号彗星丨Wikipedia

T2级的两颗彗星近日点都在0.3天文单位上下，略远于T1级的两颗彗星，但高光时间只有T1级彗星的一半，综合下来的观测门槛还是会更高一些。另外回顾2020年新智彗星的照片，大部分拍摄于2023年7月14日至23日，此时彗星亮度在2-3等之间，实际上已经过了彗星的高光时间，虽然照片中的彗星十分出彩，但肉眼观测的效果并不尽如人意。

新智彗星丨Wikipedia

泛星彗星丨Wikipedia

T3级彗星不论是近日点数值还是高光时间在几颗明亮彗星中都是垫底的水平：离太阳过近，同时高光时间短（均在10天以内）。三颗彗星中最极端的要数洛夫乔伊彗星，虽然按照Stellarium的数据彗星峰值亮度达到了-7等，但这是用近日点仅0.006天文单位换来的，而且高光时间只有5天，结果就是地面上几乎没办法用肉眼观测这一时期的彗星全貌[3]，洛夫乔伊彗星最经典的一张「全身照」出自国际空间站的宇航员之手。

洛夫乔伊彗星丨Wikipedia

聊了那么多，大家最关心的肯定还是紫金山-阿特拉斯彗星的肉眼观测门槛是不是足够友好。如果彗星正常发挥[4]，彗星在过近日点前后有共计至少半个月实打实的可观测高光时间[5]。即便抛开还不能确定的高光时间，紫金山-阿特拉斯彗星至少在近日点这个硬指标上优于新智彗星、泛星彗星以及两颗T1级彗星，保守估计彗星的肉眼观测门槛介于T1级与T2级之间。T1级的百武二号彗星回归时间（1996年）早于海尔-波普彗星，麦克诺特彗星又是南半球专属彗星，这样看紫金山-阿特拉斯彗星有望成为海尔-波普彗星之后最适合在北半球肉眼观测的彗星。

无论如何，紫金山-阿特拉斯彗星都是一颗值得我们在2024年持续关注的彗星。

参考&拓展

[1]http://www.cbat.eps.harvard.edu/iau/cbet/005200/CBET005228.txt

[2]严格来说还要考虑彗星轨道偏心率，但明亮彗星的轨道往往偏心率极大，相互差别不影响原文结论

[3]不过洛夫乔伊彗星有极长的彗尾，日落后可朝向西方低空拍摄彗尾

[4]指实际表现与现有预报差别不大

[5]刨除了距离太阳过近的不可观测高光时间

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