詭異的半人馬小天體,同時有雙重身份,科學家為此爭論不已

2020-11-04 姿勢分子knowledge

在太陽系木星和海王星之間的區域,有一群非常詭異的小天體。

1977年,科學家在木星和海王星軌道之間發現了一顆小天體,並將它命名為喀戎(Chiron)——希臘神話中半人半馬的人物。從此,科學家們在這裡發現了越來越多和它相似的小天體,於是將它們共同歸類為半人馬小天體。

更深入的研究令科學家們越來越困惑:觀測結果表明,它們都是巖石構成的小天體,這表明它們應該是一群小行星。但是,有的時候,這些小天體竟然也會像彗星一樣,在外層物質汽化的時候,會在自身周圍形成類似於彗發的氣體和塵埃暈。

所謂的彗發,指的是彗星表面物質在升華後,圍繞在彗核周圍形成的類似於彗星大氣層的結構。彗發讓彗星看起來略顯朦朧,同時隨著彗星距離太陽越來越近,彗發也會越來越巨大。這是彗星的一個標誌性結構,卻出現在了幾乎只有巖石、類似於小行星的天體上,使得半人馬小天體成為了太陽系內一群另類。

(圖片說明:迄今為止科學家拍攝到最清晰的喀戎圖像)

關於半人馬小天體的真實身份,一直是科學家們爭論的焦點,看它們的名字就略窺一二。想要觀測這些天體並不容易,因為它們距離我們比較遠,本身體積又小。再者,由於運行方式也不是非常規律,所以觀測起來需要佔用望遠鏡的時間比較長,導致科學家也更希望把寶貴的時間用在效率更高的研究項目上。因此,很多關於半人馬小天體的研究,都不得不藉助於以往的圖像。

科學家追溯過往觀測後發現,早在1895年,就有人發現過半人馬小天體了。一般來說,我們稱那些能夠拖出氣體的為活躍的半人馬小天體。但是在這一百多年裡,科學家也只發現過18個活躍的半人馬小天體。最近,科學家又發現了一個活躍度半人馬小天體,並將其命名為半人馬2014 OG392。通過對它的研究,科學家似乎發現了這些天體的秘密。

本次研究來自於北亞利桑那大學,領導者是該校的天文學家Colin Chandler。他介紹說:為了進行這次研究,他們研究了很多檔案圖像,同時還藉助了三臺設備的幫助,分別是:

  • 美洲際天文臺的暗能量相機
  • 智利拉斯坎帕納斯天文臺的沃爾特·巴德望遠鏡
  • 亞利桑那州洛厄爾天文臺的發現頻道望遠鏡

通過這三臺望遠鏡的強大觀測能力,他們獲得了一系列關於半人馬小天體的新數據。與此同時,研究人員雙管齊下,從研究方法上進行改進。

(圖片說明:位於智利的拉斯坎帕納斯天文臺)

Chandler介紹說:「我們研究了一種新的技術,通過將諸如顏色、塵埃質量等觀測數據與建模工作相結合,藉此估算天體的揮發升華或者軌道動力學等屬性。」

他們在論文中指出:這個技術使用了一種非常先進的算法,可以在現有的空間圖像中尋找運行的痕跡。通過這個方法,他們找到了半人馬2014 OG392將自己的物質升華為氣體並留下類似於彗髮結構的光暈的證據。

通過長達兩年的觀測記錄,他們發現,這顆半人馬小天體的確有它的獨特之處。於是,他們做了進一步的研究,利用計算機分析了半人馬2014 OG392表面到底有哪種類型的冰會升華掉,給它們留下一條引人注目的尾跡。

(圖片說明:2014 OG392)

說起來容易做起來難,每一顆天體的物質不是單一的,而是非常複雜的。因此,半人馬2014 OG392表面肯定也有著不同類型的冰,這對於研究人員的計算來說具有相當大的難度。即便如此,最新的數據和最先進的研究方法,仍然給了他們足夠的信心。研究小組相信,他們已經知道了半人馬2014 OG392或者其他半人馬小天體上發生了什麼事情。

Chandler介紹說:「我們檢測到了距離2014 OG392足足40萬公裡(248548英裡)的『彗發』結構,而且我們對升華過程和動態壽命的分析表明,二氧化碳和/或氨氣是最有可能是導致這個和其他半人馬小天體活躍起來的因素。

不論是從成因還是從成分上講,2014 OG392和彗星的彗發都是高度一致的。憑藉著這樣的發現,我們可以說它就是一顆彗星,而不是一顆普通的小行星或者是半人馬小天體。為此,研究人員還非常興奮地給它起了一個彗星專屬名稱:C/2014 OG392(PANSTARRS)。

科學家之所以對這些小天體非常感興趣,是因為它們很可能是在太陽系早期就形成,並且一直保持著原始狀態的天體。也就是說,它們就像是太陽系在最早期刻錄下的一份備忘錄,記錄著那時候太陽系經歷過的一些重大事件,以及後來發生的各種事情,包括太陽系各大行星可能經歷過的軌道變遷。

可以說,這些半人馬小天體在木星與海王星軌道之間,是處於一種非常危險的環境之中。它們沒有被拉進木星軌道內或者甩出太陽系,一定有其原因,這就是科學家們所掌握的線索,我們可以通過這些現狀進行反推,或許能夠看到早期太陽系的行星們是如何分布的。

在太陽系,半人馬小天體是一群奇葩,它們的每一個獨特之處都可能蘊藏著太陽系的重要秘密。因此,科學家們也一直在關注著它們,嘗試將這些秘密挖掘出來,告訴我們太陽系是如何演化到今天這個模樣的。誰知道呢,也許在未來的某一天,它們會給我們一個不可思議的答案,讓我們感慨宇宙的神秘與偉大。

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