致密卵石与星际彗星 2I/Borisov 中挥发性物质的演化

星际访客 2I/Borisov 是有史以来在我们太阳系中探测到的第一颗明显活动的太阳系外彗星。我们利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）获得了 2I/Borisov 的高分辨率干涉观测，并利用甚大望远镜（VLT）获得了多色光学观测，以全面理解该彗星的尘埃性质。我们发现 2I/Borisov 的尘埃彗发由半径超过约 1 mm 的致密“卵石”组成，表明尘埃颗粒在原行星盘弹跳碰撞阶段通过相互撞击经历了压实。我们推导出尘埃质量损失率 ≥ 200 kg/s，尘埃与气体之比 ≥3。我们对 2I/Borisov 的 VLT 长期监测表明稳定的尘埃质量损失，彗发中未发生显著的尘埃碎裂和/或升华。我们还利用 ALMA 探测到一氧化碳气体（CO）的发射，并推导出气体产生率 Q(CO) = (3.3±0.8)×10^{26} mole/s。我们发现 2I/Borisov 的 CO/H$_2$O 混合比在近日点前后发生剧烈变化，表明彗核的异质性，其组分形成于挥发性雪线之外不同位置且具有不同化学丰度。我们的观测表明，2I/Borisov 的母系统与我们的系统类似，经历了从其原行星盘最内部到 CO 霜线之外的高效径向混合。