木星附近有一条通道冻结的小行星在那里变成彗星

2019-11-12 10:36 来源:和讯科技

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Horizo Ziyue

Comet的实习记者。因此,彗星有单独的名字—— hoodoo。这颗彗星一直在徘徊,直到被拖进木星的轨道并向太阳方向移动,它才“蒸发”并被我们观察到。或者被逐出海王星,从此与太阳系没有交集。

研究人员这次使用的太阳系模型包括太阳和上面提到的四颗大行星,类地行星也包括在彗星进入木星轨道后的阶段。然后,成千上万个假设的半人马小天体测试粒子被“抛”到模型中,这些粒子具有不同的基本参数,如轨道偏心率、周期和离太阳的距离。经过数值模拟,研究人员总结了测试粒子的运行规律。

结果显示,超过60%的测试粒子将穿过特定区域,并迅速演化为彗星。研究人员称这个地区为“彗星通道”。但是,应该注意的是,这个区域不是我们常说的空间位置范围,而是指轨道参数的范围,即参数空间。换句话说,半人马小行星将在重力扰动的影响下改变其轨道。当它的轨道参数改变到一定的数值范围时,它可能会从彗发和彗尾迅速“成长”并成为彗星。

“同化”使得更容易接近木星。

很久以前,人们发现木星周围可能有一群彗星。虽然彗星是围绕太阳运行的天体,但是木星是离太阳最近的巨型行星,所以它也会对彗星产生巨大的影响。后来,人们称彗星为周期为3-10年、距离木星轨道较近的木星家族彗星。

半人马小行星和太阳之间的距离也是这项研究的一个参数,其数值范围为5.4至7.8天文单位(约1.496×108公里)。木星和太阳之间的距离约为5.2天文单位,也就是说,这条“彗星通道”靠近木星。彗星从半人马小行星通过这个“通道”演化而来,自然被归类为木星家族彗星。

木星的轨道距离海王星的轨道大约25个天文单位,是地球和太阳之间距离的25倍。在如此广阔的空间里,为什么单单这个“通道”就有如此独特的魔力,以至于半人马小行星会迅速解体?这项研究的作者没有给出原因。

“当一颗小行星扰动一颗小行星时,它被‘同化’的可能性更大,而且它的轨道将变得与行星的轨道相似。当然,这种轨道是不稳定的,它仍然在变化,只是绕着行星摆动。”周立勇说,结果,行星和小天体紧密相遇的机会将大大增加。半人马小行星在与木星近距离相遇时,很可能会立刻被木星“拖走”,然后被太阳逐渐“烤”成彗星,出现在我们的望远镜中,呈现出辉煌而拖尾的景象。

"当然,在有任何确切的证据之前,我们可以做很多假设."例如,周立勇补充说,这个区域可能与重力平衡点有关。引力平衡点,即拉格朗日点,可以简单地理解为,在由两个大天体和一个质量可以忽略不计的小天体组成的三体系统中,由于引力作用,引力平衡点存在于空间中。如果小天体在这些点,它将基本上相对于两个大天体保持静止。

已经发现小天体倾向于沿着与这些平衡点相关的轨道运动。半人马小行星最初被困在太阳和四颗主要行星之间,它们选择与行星平衡点相关的轨道也是可以预测的结果。

“通过”或更多彗星已经怀孕

然而,研究人员并没有停留在计算结果或假设内容上。

他们筛选了人类已知的半人马小行星的轨道参数,发现其中三个位于“通道”内。换句话说,今天我们的天空中有3颗半人马小行星或彗星。此外,其中一个已经非常“不安分”,可以被视为早期彗星活动。其名称为29P/施瓦斯曼-沃克曼1号(以下简称SW1)。

SW1是1927年发现的半人马小行星。据估计直径为65公里。尽管SW1离太阳太远,无法融化水冰,但它的高活性和频繁喷发一直吸引着天文学家的注意。

那么,目前在“彗星通道”中的SW1有代表性吗?它的轨道演变会和其他半人马小行星一致吗?为了找到答案,研究人员还模拟了海王星外的小天体穿过海王星和木星轨道之间的区域时的轨道演化。结果显示,超过五分之一的测试粒子在某个时间点进入了类似SW1轨道的轨道。

换句话说,虽然SW1似乎是少数已知的穿过“彗星通道”的天体中唯一一颗大型半人马小行星,但它不应该是一颗“奇怪”的小行星。也许在半人马小行星的“圈”中,这种现象通过“彗星通道”演化为木星家族彗星是非常常见的。就像人们在某个时刻给公园拍照一样。也许公园里只有几个人,但是自从公园建成以来,公园里流动的总人数肯定远远不止这些。

周立勇说,这项研究用数字模拟了数千个测试粒子,突破了我们实际观测中的有限数据,帮助我们理解彗星的进化过程。但这项研究本质上可以被视为一种实验现象或最新发现。究竟是什么导致了这种现象,其动力机制是什么?需要进一步的研究和探索。