北京時(shí)間 10 月 21 日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,美國(guó)芝加哥大學(xué)科學(xué)家近日稱,鄰近木星的“半人馬天體”可能為我們揭曉太陽(yáng)系秘密提供重要線索。
在太陽(yáng)系木星和海王星之間的區(qū)域,潛伏著數(shù)以萬(wàn)計(jì)的小冰塊和巖石,偶爾部分小冰塊和巖石會(huì)碰撞在木星軌道,被木星引力捕獲并拋入太陽(yáng)系內(nèi)部,朝向太陽(yáng)和地球。這被認(rèn)為是許多近地軌道彗星的“起源之地”,目前一項(xiàng)最新研究揭示了這個(gè)鮮為人知的天體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),這些發(fā)現(xiàn)包括:一艘可以抵達(dá)木星的宇宙飛船,它在木星軌道上停留,直到某顆半人馬天體被木星引力捕獲,然后實(shí)時(shí)觀察它如何變成彗星。
研究報(bào)告作者、芝加哥大學(xué)博士后研究員達(dá)瑞爾?塞利格曼說(shuō):“這是一個(gè)驚人的機(jī)會(huì),可以首次看到一顆原始彗星‘誕生之旅’,它將提供關(guān)于彗星如何運(yùn)動(dòng)和為什么運(yùn)動(dòng)、太陽(yáng)系如何形成、甚至類地行星如何形成的寶貴信息?!?/p>
在過(guò)去 50 年里,由于發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)主要的小行星帶,科學(xué)家修改了太陽(yáng)系是如何形成的理論觀點(diǎn),目前他們認(rèn)為,太陽(yáng)系并非幾顆大型行星“安靜”原地進(jìn)化,而是一個(gè)更加動(dòng)態(tài)和不穩(wěn)定的系統(tǒng),大塊冰和巖石分散開來(lái),相互撞擊,重新形成并在太陽(yáng)系內(nèi)移動(dòng)。
這些天體多數(shù)最終合并成太陽(yáng)系八大行星,其余的仍分散在太陽(yáng)系范圍內(nèi),塞利格曼稱,通過(guò)深入分析半人馬天體,我們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系實(shí)際上是一個(gè)非常動(dòng)態(tài)、充滿活力的行星系統(tǒng),并且它一直處于變化狀態(tài)。
科學(xué)家對(duì)火星附近的小行星帶以及海王星之外的柯伊伯小行星帶非常熟悉,但在木星和海王星之間,潛伏著另一種不太為人所知的天體,這就是半人馬天體,由于它們的分類介于小行星和彗星之間,便以一種神秘的混合體生物命名。
偶爾這些半人馬天體會(huì)被吸入太陽(yáng)系內(nèi)部,變成彗星,塞利格曼說(shuō):“這些天體非常古老,包含著太陽(yáng)系早期從未被融化過(guò)的冰,當(dāng)一個(gè)天體接近太陽(yáng)時(shí),冰升華并產(chǎn)生美麗的長(zhǎng)尾巴。因此,彗星之所以有趣,不僅是因?yàn)樗鼈兒芷?,它們具有重要的研究?jī)r(jià)值,為我們提供了一種探測(cè)遙遠(yuǎn)太陽(yáng)系物質(zhì)化學(xué)成分的方法。”
在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家研究了半人馬天體的數(shù)量,以及這些天體偶爾成為飛向太陽(yáng)的彗星的潛在機(jī)制,他們分析稱,大約一半的半人馬天體彗星是通過(guò)與木星和土星軌道相互作用而被推入太陽(yáng)系內(nèi)部,另一半由于太接近木星,被引力束縛在木星軌道上,伴隨著木星公轉(zhuǎn),當(dāng)木星達(dá)到近日點(diǎn)區(qū)域時(shí),再被太陽(yáng)引力吸引。
塞利格曼說(shuō):“彗星非常有趣,不僅因?yàn)樗鼈兺庑魏芷?,它們還為我們提供了一種探測(cè)遙遠(yuǎn)太陽(yáng)系物質(zhì)化學(xué)成分的方法。”
后一種機(jī)制為更好地觀察這些即將成為彗星的天體提供了一個(gè)完美的方法,科學(xué)家表示,太空機(jī)構(gòu)可以向木星發(fā)射一艘宇宙飛船,讓它在軌道上運(yùn)行,直到半人馬天體碰撞木星軌道,然后宇宙飛船可以在半人馬天體上搭載“順風(fēng)車”,在半人馬天體朝向太陽(yáng)運(yùn)行的時(shí)候,當(dāng)它演變成彗星的過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)勘測(cè)。
這是一個(gè)記錄美麗蛻變的過(guò)程,但極具破壞性,彗星美麗的彗尾是由于溫度上升產(chǎn)生的 —— 彗星的冰被燃燒而形成,彗星中的冰是由不同種類的分子和氣體組成的,它們?cè)诘竭_(dá)太陽(yáng)的過(guò)程中在不同的位置開始燃燒,通過(guò)測(cè)量彗尾,航天器可以了解彗星的構(gòu)成成分。塞利格曼說(shuō):“你可以弄清楚典型的彗星冰何時(shí)開始燃燒形成彗尾,以及彗星的詳細(xì)內(nèi)部結(jié)構(gòu),這些都是很難通過(guò)陸基望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)的?!?/p>
與此同時(shí),彗星表面隨著溫度升高而爆發(fā),產(chǎn)生一些凹坑,塞利格曼說(shuō):“將這些變化記錄下來(lái)將有助于人們理解太陽(yáng)系動(dòng)力機(jī)制,這將對(duì)于理解太陽(yáng)系如何形成類地行星提供重要線索?!?/p>
科學(xué)家稱,雖然這個(gè)想法聽起來(lái)很復(fù)雜,但是美國(guó)宇航局和其他太空機(jī)構(gòu)已擁有實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù),宇宙飛船甚至可抵達(dá)太陽(yáng)系外部,美國(guó)宇航局“朱諾號(hào)”任務(wù)正在拍攝木星,它抵達(dá)木星軌道用了大約 5 年時(shí)間。近期的其他任務(wù)也表明,即使在天體處于移動(dòng)時(shí)也有可能登陸它,OSIRIS-Rex 探測(cè)器勘測(cè)了 3.2 億公里之外的一顆小行星,日本“隼鳥 2 號(hào)”飛船從另一顆小行星帶回了一些巖石樣本。
此外,還有一些亟待開啟的太空探索任務(wù),1 年半前,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆神秘的半人馬天體,將它命名為“LD2”,它可能會(huì)在 2063 年被吸入木星軌道,隨著望遠(yuǎn)鏡技術(shù)越來(lái)越先進(jìn),科學(xué)家可能不久會(huì)發(fā)現(xiàn)更多這樣的天體。塞利格曼說(shuō):“在未來(lái) 40 年里,很有可能會(huì)發(fā)現(xiàn) 10 個(gè)其他天體目標(biāo),進(jìn)入木星軌道的宇宙飛船可以勘測(cè)其中任何一個(gè)目標(biāo)?!?/p>
此外,塞利格曼說(shuō):“我們的彗星勘測(cè)記錄可追溯至幾千年前,如果現(xiàn)今能夠近距離觀察這一過(guò)程,這是超酷的事情!”
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