研究称航天器或可“搭上顺风车” 实时观察彗星的形成情况

发表于 3年以前 | 总阅读数：676 次

这被认为是许多最终经过地球的彗星的来源。一项新的研究阐述了这个鲜为人知的系统的动态。研究结果包括：一艘航天器飞往木星，在木星的轨道上等待，直到其中一个天体被卷入木星的“引力井”，并搭上这个天体的“顺风车”，实时观察它成为一颗彗星，这是可行的。

芝加哥大学的博士后研究员、该论文的通讯作者Darryl Seligman说：“这将是第一次看到一颗原始彗星‘开启’的绝佳机会。”该论文已被《行星科学杂志》接受。“它将产生一个关于彗星如何移动以及为什么移动的信息宝库，太阳系如何形成，甚至类似地球的行星如何形成。”

部分归功于几个主要小行星带的发现，过去50年里，科学家们修改了他们关于太阳系如何形成的理论。他们现在设想的是一个更加动态和不稳定的系统，而不是大行星静静地在原地演变，大块的冰和岩石分散开来，相互撞击，重新形成并在太阳系中移动。

这些天体中的许多最终凝聚成了八大行星，但其他天体仍然松散地散布在空间的几个区域。Seligman说：“这些小天体向你展示了太阳系实际上是这个非常有活力的地方，不断处于变化状态。”

科学家们非常熟悉火星附近的小行星带，以及经过海王星的较大的小行星带，即柯伊伯带。但是在木星和海王星之间，潜伏着另一个鲜为人知的天体群，叫做半人马（以神话中的混合生物命名，因为它们的分类介于小行星和彗星的中间）。

偶尔，这些半人马小行星会被吸进内太阳系，成为彗星。"这些天体非常古老，含有太阳系早期的冰，从未被融化，"Seligman说。"当一个天体越来越接近太阳时，冰就会升华，产生这些美丽的长尾巴。

"因此，彗星是有趣的，不仅因为它们是美丽的；它们给你一种方法来探测来自遥远的太阳系的东西的化学成分。"

在这项研究中，科学家们研究了半人马小行星的数量以及这些天体偶尔成为前往太阳的彗星的机制。他们估计，大约一半的半人马小行星变成的彗星是通过与木星和土星的轨道相互作用而被推入内太阳系的。另一半的彗星离木星太近，然后被木星的轨道夹住，被甩向太阳系的中心。

后一种机制为更好地观察这些即将出现的彗星提出了一个完美的方法：科学家们说，空间机构可以向木星发送一个航天器，让它在轨道上运行，直到半人马小行星进入木星的轨道。然后航天器可以搭上半人马小行星的“顺风车”，朝着太阳飞去，在它转变为彗星的过程中一路进行测量。

这是一个美丽但具有破坏性的过程。彗星美丽的尾巴是随着温度的升高而烧掉的冰产生的。彗星中的冰是由不同种类的分子和气体组成的，它们各自在通往太阳的途中的不同点开始燃烧。通过测量这个尾巴，航天器可以了解彗星是由什么组成的。Seligman说：“你可以弄清楚典型的彗星冰层在哪里开始燃烧，以及彗星的详细内部结构是什么，你从地面望远镜中弄清楚这些的希望非常小。”

同时，彗星的表面随着它的加热而喷发，形成陨石坑等。他说：“绘制所有这些将帮助你了解太阳系的动态，这对了解如何在太阳系中形成类地行星等事情很重要。”

科学家们表示，虽然这个想法听起来很复杂，但美国宇航局和其他空间机构已经有技术来实现它了。航天器经常前往外太阳系；美国宇航局的朱诺任务，目前正在拍摄木星的照片，只花了大约五年时间就到达那里。其他最近的任务也表明，即使在天体移动时也有可能访问它们。OSIRIS-REx访问了2亿英里外的一颗小行星，而日本的Hayabusa 2航天器从另一颗小行星上带回了少量的岩石。

甚至还有一个可能的目标。一年半前，科学家们发现其中一颗名为LD2的半人马小行星可能会在大约2063年被吸入木星的轨道。Seligman说，随着望远镜变得更加强大，科学家可能很快就会发现更多这样的天体。“在接下来的40年里，很可能会有10个额外的目标，其中任何一个都是停在木星上的航天器可以达到的。”

此外，Seligman说：“我们有可以追溯到数千年前的彗星记录；如果能近距离看到这一切是如何发生的，那该有多酷。”

该论文的其他作者是亚利桑那大学斯图尔特天文台的Kaitlin Kratter，耶鲁大学的Garrett Levine 和夏威夷大学的Robert Jedicke 。