奇怪的太阳系天体:既像小行星又像彗星

2021/10/22 10:24:49 来源:新浪科技 作者:任天 责编:远洋

近日,科学家发现了一颗非同寻常的太阳系天体,兼有小行星和彗星的特征。该天体被命名为 2005 QN173,具有与其他小行星一样的轨道,但大多数小行星都由岩石组成,在穿越太阳系运行时变化不大。根据最新的研究,2005 QN173 并非如此。

▲ 这张合成图像显示了 2005 QN173 的轨迹。这是一颗罕见的活跃天体,兼具小行星和彗星的特征,其彗核位于图像的左上角,彗尾贯穿图像的对角线

科学家在 2005 年首次发现了这一奇特天体。它看起来像一颗彗星,在移动过程中抛撒尘埃,还拖着一条又长又细的尾巴,这表明它覆盖着一层由水冰组成的物质,并不断蒸发到太空中。但另一方面,2005 QN173 又不同于彗星,因为后者通常具有椭圆形轨道,定期接近和远离太阳,这种双重性,以及小行星和彗星 —— 之前被认为是两种完全不同类型的物体 —— 之间模糊的边界,是这些天体看起来如此有趣的关键。

尽管具有类似彗星的特征,但 2005 QN173 的轨道绝对是小行星的轨道:它在火星和木星之间的小行星带的外层安静地绕太阳运行,大约每 5 年绕一周。今年夏天,天文学家查看了 7 月 7 日在夏威夷进行的“小行星地面撞击持续报警系统”(ATLAS)调查所收集的数据,注意到该物体有一个“尾巴”。在亚利桑那州洛厄尔天文台的望远镜所做的额外观测中,天文学家也发现了这一特征。随后,研究人员检查了其他机构之前的观察结果,发现在加州兹威基瞬变设备于 6 月 11 日收集的图像中,再次出现了这条尾巴。

在这些观测中,2005 QN173 在 5 月 14 日离太阳最近,即处于近日点。彗星在近距离接近太阳时,要比典型的主带小行星更引人注目。所有星体围绕太阳运行的轨道大致是一个椭圆,因此有时会离太阳近一点,有时会远一点。离太阳最近时的位置就称为近日点,地球的近日点落在 1 月初。

与此同时,其他科学家分析了暗能量相机在 2016 年 7 月收集的 2005 QN173 观测结果,当时是该物体最后一次位于近日点附近。他们在这些结果中也发现了该物体的尾巴。

近日点附近的活动与彗星的特征相吻合:不断增加的太阳辐射将冰冻物质变成气体,这一过程被称为升华。典型彗星大部分时间都处于距离太阳足够远的地方,以至于它们的升华活动被“冻结”了。

大多数彗星被发现来自寒冷的外太阳系,在海王星轨道之外,它们大部分时间都在那里,高度拉长的轨道让它们只在很短时间内接近太阳和地球,当它们离太阳足够近的时候,其温度会升高,并由于冰的升华而释放气体和尘埃,导致模糊的外观和特征性的壮观彗尾。

在科学家已检查过的 50 万个小行星带物体中,这是他们能够确认的第 8 个多次活跃的物体,并且是仅有的 20 个疑似“主带彗星”之一。这项新研究还纳入了从各种仪器的档案中挖掘出来的原始观测结果,从 2004 年至 2020 年,当这颗彗星还不活跃的时候,这些仪器就对其进行了观测。收集这些结果的目的是更好地了解该天体本身。根据研究人员发布的声明,这些观测表明该彗星的彗核大约有 3.2 公里宽。

然后,科学家们综合了一系列仪器在今年 7 月和 8 月对该天体进行的最新观测结果,以更好地了解这颗奇怪的主带彗星的活动。特别值得一提的是,研究人员测量出该物体的尾巴在 7 月份延伸了 72 万公里,略小于两倍的地月距离。

尽管该物体的尾巴长度惊人,但并没有研究人员想象的那么宽,这就带来了一个新的难题。这条极窄的彗尾告诉我们,尘埃颗粒从彗核中飘散出来的速度是极慢的,而从彗星中逸出的气体流也极其微弱,而这种气体流通常会将尘埃从彗星抛散到太空中,如此缓慢的速度通常会使尘埃难以逃脱彗核本身的引力,因此,这表明可能有其他东西在帮助尘埃逃逸。一种可能的解释是,彗核旋转得太快,向太空中释放了额外的尘埃,但目前对此还没有足够的观察证据。

研究人员表示,到 2026 年 2 月时,该天体从南半球就可以看到,届时它与太阳的距离可能会使其再次活跃起来。

目前,这项研究已经被《天体物理学杂志通讯》(The Astrophysical Journal Letters)接收,读者们也可以在 arXiv.org 上阅读论文的预印本。

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关键词:小行星太阳系彗星

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