天文學(xué)家在我們的太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)了兩群不尋常的暗彗星

阿什利·斯特里克蘭

CNN記者阿什莉·斯特里克蘭報(bào)道

6分鐘閱讀

美國(guó)東部時(shí)間2024年12月18日星期三上午9:33發(fā)布

一位藝術(shù)家的插圖顯示了星際游客Oumuamua從其表面排放氣體物質(zhì)，就像彗星一樣。美國(guó)國(guó)家航空航天局/歐空局/科學(xué)技術(shù)委員會(huì)的Joseph Olmsted和Frank Summers

注冊(cè)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)的神奇理論科學(xué)時(shí)事通訊。探索宇宙的迷人發(fā)現(xiàn)，科學(xué)進(jìn)步和更多的新聞。

美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)

—

天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了被稱為暗彗星的宇宙現(xiàn)象的七個(gè)新例子，這些例子可以幫助科學(xué)家確定天體是否在地球歷史早期幫助向地球輸送了水等重要元素。

這一發(fā)現(xiàn)使我們太陽(yáng)系中這些神秘天體的已知數(shù)量增加了一倍，這些天體類似于小行星，但像彗星一樣快速穿過(guò)太空，盡管沒(méi)有眾所周知的“尾巴”彗星。

12月9日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的這項(xiàng)新研究還表明，這些物體有兩個(gè)不同的群體。

更多暗彗星的發(fā)現(xiàn)幫助天文學(xué)家認(rèn)識(shí)到這些天體并不像之前認(rèn)為的那樣罕見(jiàn)。

“我們研究小行星和彗星等小天體的最重要原因之一是因?yàn)樗鼈兏嬖V我們物質(zhì)是如何在太陽(yáng)系中運(yùn)輸?shù)?，”首席研究作者Darryl Seligman在一份聲明中說(shuō)，他是密歇根州立大學(xué)東蘭辛分校的物理學(xué)和天文學(xué)博士后。

“暗彗星是一種新的近地天體，可能含有水，因此它們是一種新的潛在來(lái)源，可以向地球輸送生命發(fā)展所需的物質(zhì)。我們對(duì)它們了解得越多，我們就能更好地理解它們?cè)诘厍蚱鹪粗械淖饔谩！?/span>

一個(gè)星際游客的啟示

二十年前，天文學(xué)家在研究他們認(rèn)為是一顆名為2003 RM的小行星時(shí)，注意到這個(gè)物體已經(jīng)稍微偏離了它的預(yù)測(cè)軌道。

這種運(yùn)動(dòng)無(wú)法用小行星特有的加速度來(lái)解釋，例如雅科夫斯基效應(yīng)，即太空巖石吸收太陽(yáng)的熱量，然后以紅外輻射的形式釋放出來(lái)，這可以對(duì)小行星產(chǎn)生微小的推力。

相反，2003 RM移動(dòng)得更像一顆彗星。太陽(yáng)使彗星內(nèi)部的冰等物質(zhì)通過(guò)一個(gè)叫做升華的過(guò)程直接變成氣體。蒸發(fā)為彗星提供了推力。從彗星后面流動(dòng)的尾巴可以明顯看出這種推力，它是由蒸發(fā)的物質(zhì)構(gòu)成的。

“但是盡管我們盡了最大努力，我們還是找不到任何彗星尾巴的跡象。它看起來(lái)像任何其他小行星——只是一個(gè)光點(diǎn)。因此，在很短的時(shí)間內(nèi)，我們有一個(gè)奇怪的天體，我們不能完全弄清楚，”研究的合著者大衛(wèi)·法諾基亞說(shuō)，他是加利福尼亞州帕薩迪納美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的導(dǎo)航工程師。“這是一個(gè)挑戰(zhàn)我們將物體歸類為小行星或彗星的方式的難題?！?/span>

然后，天文學(xué)家在2017年發(fā)現(xiàn)了Oumuamua。這是我們太陽(yáng)系中第一個(gè)觀測(cè)到的起源于太陽(yáng)系之外的物體。

在星際游客完成其快速通過(guò)我們的太陽(yáng)系之前，科學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡短暫觀察了Oumuamua，引發(fā)了關(guān)于其真實(shí)性質(zhì)的大量假設(shè)，包括它可能是一個(gè)外星探測(cè)器的可能性。

照片插圖描繪了2017年10月19日由夏威夷的Pan-STARRS 1望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的` Oumuamua。其他天文臺(tái)隨后的觀測(cè)顯示，在它與我們的恒星系統(tǒng)相遇之前，它已經(jīng)在太空中旅行了數(shù)百萬(wàn)年。歐洲南方天文臺(tái)/ESO/M. Kornmesser

望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)顯示,“Oumuamua”看起來(lái)像一個(gè)光點(diǎn)，類似于一顆小行星，但它的軌跡發(fā)生了變化，好像它正在脫落物質(zhì)，很像一顆彗星，因此很難確定它是不是一個(gè)物體。

"“Oumuamua在幾個(gè)方面都令人驚訝，”法諾基亞說(shuō)。"事實(shí)上，我們從星際空間發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)物體表現(xiàn)出與2003 RM相似的行為，這使得2003 RM更加有趣。"

法諾基亞和塞利格曼各自在2023年發(fā)表了研究，描述了在我們的太陽(yáng)系中發(fā)現(xiàn)的總共七個(gè)物體，它們具有類似于“Oumuamua”的不同尋常的方面，模糊了小行星和彗星之間的界限?？茖W(xué)家稱這種新的物體為暗彗星。

現(xiàn)在，隨著又發(fā)現(xiàn)了七顆暗彗星，研究人員已經(jīng)能夠辨別它們種群之間的差異。

“我們有足夠多的暗彗星，我們可以開始詢問(wèn)是否有什么可以區(qū)分它們，”塞利格曼說(shuō)?！巴ㄟ^(guò)分析反射率和軌道，我們發(fā)現(xiàn)我們的太陽(yáng)系包含兩種不同類型的暗彗星?！?/span>

在包括地球、金星、火星和水星在內(nèi)的內(nèi)太陽(yáng)系中可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部暗彗星，它們以近乎圓形的軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。這些天體很小，直徑只有幾十米，可能來(lái)自位于火星和木星軌道之間的主小行星帶。

與此同時(shí)，外層暗彗星可能來(lái)自木星附近或更遠(yuǎn)的太陽(yáng)系外層區(qū)域，具有明顯的橢圓形軌道，跨度可達(dá)數(shù)百米或更長(zhǎng)。

調(diào)查水的起源

既然天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量暗彗星，他們想確定這些物體是否含有冰，它們加速的背后是什么，以及它們來(lái)自哪里。

更好地了解暗彗星可能會(huì)揭示這些物體是否在地球形成時(shí)撞擊地球，從而對(duì)地球的早期演化做出了貢獻(xiàn)。

“許多人可能不會(huì)經(jīng)常想到的是，太陽(yáng)系是一個(gè)混亂的地方，”塞利格曼說(shuō)?！拔覀儾恢肋@些東西來(lái)自哪里，但隨著我們現(xiàn)在知道的14顆暗彗星在我們的太陽(yáng)系內(nèi)繞軌道運(yùn)行，未來(lái)幾年我們有機(jī)會(huì)收集更多數(shù)據(jù)，并有望揭開關(guān)于我們自己的星球形成的答案?！?/span>

先前的研究表明，高達(dá)60%的近地天體可能是暗彗星。

這項(xiàng)新研究的合著者Aster Taylor說(shuō)，雖然小行星沒(méi)有冰，因?yàn)樗鼈兊能壍栏拷?yáng)，但彗星是冰體，類似于軌道更遠(yuǎn)的臟冰塊，Aster Taylor是一項(xiàng)關(guān)于暗彗星的研究的第一作者，該研究于7月在《Icarus》雜志上在線發(fā)表。泰勒是密歇根大學(xué)天文學(xué)博士生。

但是近地天體暗彗星可以在火星和木星軌道之間的主要小行星帶中找到，它們可能含有冰。如果冰在近地環(huán)境中像暗彗星這樣的小天體上很常見(jiàn)，那么它們可能是將水帶到地球的原因。

泰勒說(shuō)，天文學(xué)家還試圖確定為什么暗彗星如此之小，旋轉(zhuǎn)如此之快。

“很有可能，內(nèi)部主帶物體上的活動(dòng)是由某種物理變化引起的，如物體的毀滅，這是由內(nèi)部黑暗彗星的小尺寸和快速旋轉(zhuǎn)速率所表明的，”泰勒說(shuō)。“然而，這些都是假設(shè)，雖然它們與我們所有的數(shù)據(jù)一致，但需要更多的工作來(lái)證實(shí)或證偽這些想法?！?/span>

泰勒說(shuō)，幸運(yùn)的是，作為其延長(zhǎng)任務(wù)的一部分，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的Hayabusa2航天器預(yù)計(jì)將在2031年與一顆暗彗星1998 KY26會(huì)合，這可能會(huì)揭示這些并非不常見(jiàn)的天體的更多獨(dú)特特征。