太阳系中发现14个神秘天体,像彗星又不是彗星,负责运水到地球?

摘要:12月9日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的这项新研究还表明,这些天体有两个不同的种群。

天文学家发现了被称为暗彗星的宇宙现象的七个新例子,可以帮助科学家确定天体是否在地球历史的早期帮助将水等重要元素输送到地球

这一发现使我们太阳系中这些神秘天体的已知数量增加了一倍,这些天体类似于小行星,但像彗星一样在太空中穿梭,尽管没有彗星众所周知的“尾巴”。

12月9日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)杂志上的这项新研究还表明,这些天体有两个不同的种群。

发现更多的暗彗星帮助天文学家意识到,这些天体并不像以前认为的那么稀有。

“我们研究小天体(如小行星和彗星)的最重要原因之一是,它们告诉我们物质是如何在太阳系周围运输的,”该研究的主要作者、密歇根州立大学东兰辛分校物理学和天文学博士后研究员达里尔·塞利格曼(Darryl Seligman)在一份声明中说。

暗彗星是一类可能含有水的新型近地天体,因此它们是向地球输送生命发展所必需的物质的新潜在来源。我们对它们了解得越多,就越能更好地理解它们在地球起源中的作用。

天文学家在二十年前研究了他们命名为2003 RM的小行星,他们注意到这个天体已经略微偏离了预测的轨道。

这种运动不能用小行星典型的加速度来解释,例如雅尔科夫斯基效应,其中太空岩石从太阳吸收热量,然后以红外辐射的形式发射,这会对小行星造成微小的推力。

相反,2003 RM的运动更像一颗彗星。太阳使彗星内的冰等物质通过称为升华的过程直接变成气体。这种蒸发为彗星提供了推力。从彗星后面流淌的尾巴可以看出这种推力,彗星是由蒸发材料制成的。

“但无论我们怎么努力,我们都找不到任何彗星尾巴的迹象。它看起来就像任何其他小行星一样——只是一个光点。所以,在很短的一段时间里,我们遇到了一个我们无法完全弄清楚的奇怪天体,“该研究的合著者、加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的导航工程师大卫·法诺基亚(Davide Farnocchia)在一份声明中说,“这是一个谜题,挑战了我们一直将物体分类为小行星或彗星的方式。”

然后,天文学家在2017年发现了Oumuamua。它是我们太阳系中第一个观测到的源自太阳系之外的天体。

科学家们用望远镜短暂地观察了Oumuamua,然后这个星际访客完成了它快速穿越我们的太阳系,沿途引发了关于其真实性质的大量假设,包括它可能是一个外星探测器的可能性。

望远镜观测显示,Oumuamua看起来像一个光点,类似于小行星,但它的轨迹发生了变化,好像它在脱落物质,很像一颗彗星,因此很难确定它是不是这两个天体。

“Oumuamua在几个方面都令人惊讶,”法诺基亚说,“我们从星际空间发现的第一个天体表现出与2003 RM相似的行为,这一事实使2003 RM更加有趣。”

法诺基亚和塞利格曼分别在2023年发表了研究,描述了在太阳系中发现的总共7个天体,这些天体具有类似于Oumuamua的不寻常相位,模糊了小行星和彗星之间的界限。科学家们将这类新天体称为暗彗星。

现在,随着另外7颗暗彗星的发现,研究人员已经能够辨别它们种群之间的差异。

“我们有足够多的暗彗星,我们可以开始问是否有任何东西可以区分它们,”塞利格曼说,“通过分析反射率和轨道,我们发现我们的太阳系包含两种不同类型的暗彗星。”

内暗彗星可以在内太阳系中找到,其中包括地球、金星、火星和水星等行星,并在围绕太阳的近乎圆形的轨道上运动。这些天体很小,直径只有几十米,可能来自位于火星和木星轨道之间的主小行星带。

与此同时,外层暗彗星可能来自我们太阳系靠近木星的外部区域和更远的地方,具有明显的椭圆形轨道,可以跨越数百米或更远。

现在,天文学家已经发现了暗彗星群,他们想确定这些天体是否含有冰,它们加速的原因以及它们来自哪里。更好地了解暗彗星可以揭示这些天体是否在地球形成时撞击地球,从而促进了地球的早期演化。

“许多人可能没有经常想到的是,太阳系是一个混乱的地方,”塞利格曼说,“我们不知道事物来自哪里,但鉴于我们现在知道的14颗暗彗星正在我们的太阳系内运行,未来几年我们有机会收集更多数据,并希望找到有关我们自己星球形成的答案。”

先前的研究表明,高达60%的近地天体可能是暗彗星。

这项新研究的合著者、7月在线发表在《伊卡洛斯》(Icarus)杂志上的一项关于暗彗星的研究的主要作者阿斯特·泰勒(Aster Taylor)说,虽然小行星没有冰,因为它们的轨道更靠近太阳,而彗星是冰冷的天体,类似于轨道更远的肮脏冰块。泰勒是密歇根大学天文学博士生。

但是,在火星和木星轨道之间的主小行星带中可以找到近地天体的暗彗星,它们可能含有冰。如果冰在近地环境中的暗彗星等小天体上很常见,那么它们可能是将水带到地球的原因。

泰勒说,天文学家还试图确定为什么暗彗星如此之小,旋转如此之快。

泰勒说:“很有可能,内部主带天体上的活动是由某种物理变化引起的,比如天体的毁灭,这从内部暗彗星的小尺寸和快速旋转速度中可以看出。然而,这些都是假设,虽然它们与我们的所有数据一致,但还需要更多的工作来证实或证伪这些想法。”

泰勒说,幸运的是,日本宇宙航空研究开发机构的隼鸟2号航天器预计将在2031年与其中一颗暗彗星1998 KY26会合,作为其扩展任务的一部分,这可能会揭示这些不那么罕见的天体的更多独特特征。

来源:风趣科技圈

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