彗星,贴着木星小行星群小驻下来!看起来很舒适的样子

彗星,贴着木星小行星群小驻下来!看起来很舒适的样子
2021年06月09日 09:32 天文在线

一颗年轻彗星状物体已定居在一个被捕获的古老小行星家族附近,该家族被称为特洛伊木马,它们与木星一起绕太阳公转。

经过数十亿英里向太阳的旅行,一颗任性的年轻类彗星物体在沿着巨大星体群的轨道行驶的途中,找到了一个可以临时的停留之地;这一物体已经在远古小行星群的一个家族周边安居;这个家族也被称为特洛伊群,其轨道沿着木星的轨迹共同围绕太阳而转。这是第一次在特洛伊群体周边发现类彗星物体。

天文学家发现一颗漫游的彗星在重新上路之前正在进行休息:这颗任性的彗星在巨大的木星附近做了这个临时驻留,这位冰客还拥有许多同伴,它安居于称作特洛伊群小行星的一个家族附近,它共用木星围绕太阳的轨迹。这是第一次在特洛伊群体周边发现的类彗星物体。哈勃空间望远镜对它的观察显示:这个漫游的物体正在出现一些迹象、表明它正从寒冷的行星状态转变成为一颗活生生的彗星,它正快速地长出一个长尾,并向外发出喷气状的气体,而自己却隐藏于尘埃与气体的慧发之中。

引自:NASA,ESA(欧洲空间局),及布鲁斯.博林先生(加州理工学院)

这颗不期而遇的来者属于木星与海王星之间被发现的冰体类物体,它们也被称作“半人马座”,在接近太阳时被加热,从而首次变得活跃,其形态的动态转变使其更加象一颗彗星。

哈勃太空望远镜对它拍摄的可见光系列照片说明这颗流浪的物体已经显示出彗星的活动特征,如:有尾、向体外发射喷射状气体、还有隐藏于尘埃与气体的慧发。早先由NASA的史匹哲太空望远镜对它的观察已经确定这颗类彗星物体的组成,同时也确认了它的活动驱动力来自喷射的气体。

“只有哈勃望远镜才可以不仅探测到遥远之外的这些活动的类彗星、哈勃望远镜还能提供极为详细的细节,它提供的图像能清晰地展示相关特征与特性,如:大约40万英里长的粗广彗尾,由慧发与喷射带来的彗核周边的高清特征。”布鲁斯.博林这样介绍,他是位于美国加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学的哈勃研究首席。

博林还对描述这一稀有的半人马座的捕获做了补充:“来访的物体必须进入木星的轨道,而且它的轨迹必须刚好具有与木星轨道一致。我们研究了它是如何被木星捕获并随后落入特洛伊小行星之中,我们认为这一过程有点像与木星的偶遇”

研究团队的论文发表于2021年2月11日的“天文学期刊”。

研究团队的计算机模拟也显示出:这一成为P/2019LD2的冰客或许是两年前回旋接近木星的,然后木星靠着引力将这个随性的访客踢到特洛伊小行星群的共用轨道上,此轨道距离木星约4.37亿英里。

在朝向太阳行进数十亿英里后,这颗任性的年轻类彗星物体沿着巨大星体群的轨道运动,并终于在旅途中找到这个临时居留地。这一物体在称作特洛伊群捕获的古小行星家族附近安居,沿着木星的轨迹围绕太阳运动。这是在特洛伊群附近首次发现的类彗星物体。

引自:NASA

应急突击队

这颗流浪的物体是由夏威夷大学超环面仪器(ATLAS)的两个望远镜在2019年6月初发现的,一个望远镜坐落于莫纳克亚山的死火山,另一个望远镜位于哈里阿克拉死火山。日本天文爱好者赛艺奇.游仕达向哈勃团队透露了这个可能的彗星活动。天文工作者于是对兹威基瞬变设施的档案数据进行了分析,在加州的帕洛马山天文台进行了更大范围的调查,最后确认这个物体体从2019年4月就有了清晰的活动图像。

随后,研究人员又分析了新墨西哥州的阿帕奇点天文台的观测,结果也提示这一物体活动的确存在。2020年1月,研究团队在史匹哲望远镜退伍前的几天也观察到了这一彗星,并且确认了彗核周边的气体与尘埃。这些不同的观察鼓舞了研究团队用哈勃望远镜再次对它进行更近的观察:借助于哈勃成像更锐利,研究人员确认了彗尾、慧发结构、尘埃颗粒的尺寸与喷射速度。这些图像帮助研究人员证实了表明一颗新类彗星活动的所有特征。

虽然LD2的位置令人感到惊讶,但博林猜测这一“歇脚”可能是那些向太阳跳跃的彗星所具有的共同方式,他原话是这样说的,“这一歇脚可能是此类物体从太阳系经过木星特洛伊群而进入内太阳系的一部分行径”。

不期而来的访客或许在小行星群周边驻留时间不长。计算机模拟显示大概两年后它还会有另一次机会遇见木星,那时又大又重的木星会将彗星踢出自己的系统,然后这个物体就会继续它向内太阳系的行进旅程。

位于马里兰州劳瑞尔的马里兰大学约翰.霍普金斯应用物理实验室的研究人员卡里.里斯这样表述:“最酷的是我们观察到木星正在抛弃这个物体、改变它运行轨道及方式、并将其带到内太阳系的系列活动;木星一直对这些彗星进行着控制,直到这些物体改变了运行轨道而进入内太阳系”。

这个冰冷的外来闯入者更像是所谓的彗星“应急突击队”成员中的新的一员,这些彗星突击队就是乐于从其位于柯伊伯带的严寒之家通过与另一柯伊伯带的物体互扰而闯入巨大星体区域,如木星区域。柯伊伯带远离巨大星体的轨道,它也是一个避难所,那些46亿年前我们的星球构建时所结的冰以及其他残骸或残留都会聚集于此带,它含有数百万的物体;这些物体偶尔会刚好错过或刚好碰撞,于是就从柯伊伯带向内跳进巨大星体的区域。

这些残骸组成了“应急突击队”,在前往太阳的途中历经颠簸;靠着万有引力,它们在到达内太阳系之前,以太空弹球的游戏方式先从外星体跳到一个相邻的星体;并在接近太阳时最终被太阳照热。研究工作者认为,相比这些物体在跨越到我们所在的内太阳系的时间,它们在巨大星体周围花费的时间更多,也即万有引力拉住它们的时间更长,总共约有5百万年的时间,远远超出它们跨越轨道到达内太阳系所用的时间。

里斯解释道,“在内太阳系,‘短周期’彗星的毁灭需要约一个世纪;因而,我们认为为了维护今天我们看到的这些彗星的数量,“应急突击队”就必须每百年释放一个新的短期彗星”。

早期潮

看到距离太阳4.65亿年英里外的一颗彗星向外的喷射活动,研究工作者都感到震惊,别忘了那里的太阳光强度只是地球上的1/25,博林说:“我们被好奇心驱使而首次看到距离太阳如此之远的这一新颗彗星的初始活动,其上的水冰还几乎不可能升华。”

彗星上的水在距离太阳2亿英里之外一直处于冰冻状态;但是一旦跨越2亿英里,太阳光携带的热将水冰转为气体,气体以喷射方式逃逸彗核;所以,这些活动表明彗尾不一定是由水组成。实际上,史匹哲望远镜的观测显示彗尾有一氧化碳与二氧化碳,正是这两种物质在驱动木星轨道上彗星的产生彗尾并喷射。这些挥发物并不需要太多的太阳光对它们的冰冻形式进行加热,也不需要将之转为气态。

一旦彗星脱离木星轨道,并继续它的旅程,它就会再次遇到巨大星体。里斯说,“象LD2这样的短期类彗星在被抛向太阳时其命运就被确定:它们终将彻底瓦解,撞击到一个星体上或再次冒险接近木星而被抛出太阳系,这就是这类彗星的普遍命运。模拟计算显示大约50万年前,大约这类物体的90%都将会被踢出太阳系而成为星际彗星。”

哈勃太空望远镜是NASA与ESA(欧洲太空组织)的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA所属戈达德太空飞行中心负责管理望远镜,而位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScl)负责哈勃科学运营。STScl为NASA工作,它的运营由位于华盛顿DC的大学天文研究协会直接负责。作为加州帕萨迪那理工学院的一个部门,NASA的喷射推进实验室(JPL)过去负责管理华盛顿DC的NASA科学任务指导中心的史匹哲有关项目。科学部分的运营过去则是在加州理工学院IPAC的史匹哲科学中心完成。史匹哲全部的科学范围可以通过查阅史匹哲的数据档案而获得,它的主站位于IPAC(银河数据库)的红外科学档案。航天器的运营以前是在科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁太空站。

BY: @hongbo_0309

FY: 王瑶瑶

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