密歇根大学的一项研究显示,多达60%的近地天体可能是暗色彗星,其中含有可能为地球供水的冰。这些天体兼具小行星和彗星的特征,很可能来自木星和火星之间的小行星带。这项研究强调了小行星地表下存在冰的可能性,并表明这些天体可能在向内太阳系转移冰方面发挥作用。
研究结果表明,小行星带中的小行星(太阳系中大致位于木星和火星之间的一个区域,包含了太阳系中的大部分岩质小行星)有地表下的冰。这项研究还显示了将冰运送到近地太阳系的潜在途径。地球是如何获得水的,这是一个长期存在的问题。
其中一个大天体可能来自木星家族彗星,这些彗星的轨道接近木星。研究小组的研究成果发表在《伊卡洛斯》(Icarus)杂志上。
暗彗星有点神秘,因为它们兼具小行星和彗星的特征。小行星是没有冰的岩质天体,运行轨道离太阳较近,通常在所谓的冰线范围内。这意味着它们离太阳足够近,小行星可能携带的任何冰都会升华,或者从固态冰直接变成气体。
彗星是冰冷的天体,会显示出模糊的彗尾,彗尾周围通常环绕着一团云。升华的冰携带着尘埃,形成了彗云。此外,彗星通常有轻微的加速度,这种加速度不是由重力推动的,而是由冰的升华推动的,称为非重力加速度。
研究人员检查了七颗暗彗星,并估计所有近地天体中有0.5%到60%可能是暗彗星,这些暗彗星没有彗尾,但有非重力加速度。研究人员还认为,这些暗彗星很可能来自小行星带,由于这些暗彗星具有非轨道加速度,研究结果表明小行星带中的小行星含有冰。
密歇根大学天文学系研究人员阿斯特-G-泰勒说:"我们认为这些天体来自内主小行星带和/或外主小行星带,这意味着这是将一些冰送入内太阳系的另一种机制。内主带的冰可能比我们想象的要多。可能还有更多这样的天体。这可能是最近天体中的一个重要部分。我们真的不知道,但因为这些发现,我们有了更多的问题。"
在之前的工作中,包括泰勒在内的一组研究人员确定了一组近地天体的非重力加速度,并将其命名为"暗彗星"。他们确定,暗彗星的非重力加速度很可能是少量冰升华的结果。
在目前的工作中,泰勒和他们的同事希望发现黑暗彗星的来源。他们说:"近地天体在当前轨道上停留的时间并不长,因为近地环境很混乱。它们在近地环境中只能停留大约1000万年。因为太阳系的年龄远远大于这个数字,这意味着近地天体来自某个地方--我们不断从另一个更大的来源获得近地天体。"
为了确定这一黑暗彗星群的起源,泰勒和他们的合作者创建了动力学模型,为来自不同彗星群的天体分配了非重力加速度。然后,他们根据所分配的非重力加速度,模拟了这些天体在 10 万年内的运行轨迹。研究人员观察到,这些天体中的许多天体最终出现在今天暗色彗星所在的位置,并发现在所有潜在来源中,主小行星带是最有可能的起源地。
泰勒说,其中一颗名为 2003 RM 的黑暗彗星在靠近地球的椭圆轨道上经过,然后飞向木星,再从地球上空返回,它的运行轨迹与木星家族彗星的运行轨迹相同,也就是说,它的位置与从轨道上向内撞击的彗星一致。同时,研究发现其余的暗色彗星很可能来自小行星带的内带。由于暗色彗星很可能有冰,这表明主带内部存在冰。
然后,研究人员将之前提出的一个理论应用于黑暗彗星群,以确定这些天体为何如此之小且快速旋转。彗星是由冰结合在一起的岩石结构--想象一下肮脏的冰块。一旦它们在太阳系的冰线内受到撞击,冰块就会开始释放气体。这会导致天体加速,但也会导致天体快速旋转--快到足以让天体碎裂。
这些碎片上也会结冰,所以它们也会越转越快,直到碎成更多碎片,随着这种情况的发生,这些物体不断失去冰层,变得更小且旋转得更快。
研究人员认为,较大的暗色彗星--2003 RM很可能是从小行星带的外主带中被踢出的较大天体,而他们正在研究的其他六个天体很可能来自内主带,是由一个被撞向内侧然后碎裂的天体构成的。
编译自/ScitechDaily