天文學家發現漫遊彗星在繼續旅程前暫時停留在木星軌道


在太陽對出數十億公里外,木星的軌道,有一顆年輕彗星狀的天體在途中找到一個臨時停靠位。它定居在一個古老小行星家族附近,這個家族稱為特洛伊族(Trojan)小行星,它們與木星一起環繞着太陽公轉。這是特洛伊族小行星附近首次發現類似彗星的天體。

意外訪客是編號2621的小行星,稱為五藤星(Goto),在1981年2月9日由日本人關勉發現,位於木星和海王星之間的一顆冰冷天體。是一顆半人馬類(Centaurs)小行星,當它接近太陽變熱時,便會活躍起來,並轉變為更像彗星的形狀。

美國太空總署哈勃太空望遠鏡的可見光快照顯示,這種流浪天體顯示出彗星活動的跡象,例如:彗尾、彗髪。美國太空總署的史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)在較早前的觀測中就提供類似彗星的成分以及推動它活動氣體的線索。

加州帕薩迪納市(Pasadena)加州理工學院的哈勃太空望遠鏡首席研究員布萊斯·博林(Bryce Bolin)說:「只有哈勃太空望遠鏡才能分辨到細節,探測到類似彗星的活動特徵,而這些照片清楚地顯示這些特徵,例如大約六十五萬公里長的尾巴,以及由於彗髮和彗核的高分辨率特徵。」

博林形容由半人馬小行星群捕獲天體是一件罕見事件,他補充說:「到訪天體必須以正確的軌跡進入木星軌道,這樣的配合才能使它看起來像是與行星共享軌道。我們重新調查木星是如何捕獲它並使到它進入特洛伊族小行星群。但是,我們認為這可能與它與木星之間有近距離接觸這個事實有關。」

研究團隊用電腦模擬顯示,冰冷的五藤小行星因為擁有彗星特性,所以同時成為編號P/2019 LD2(簡稱LD2)周期彗星,它大約在兩年前就在木星附近走動,然後在木星重力作用將它引到特洛伊小行星群的共用軌道,移向木星前面約七億公里的位置。

五藤小行星在2019年6月上旬由夏威夷大學小行星地面撞擊最後警報系統(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System,簡稱 ATLAS)望遠鏡發現它有彗星特徴,2020年1月史匹哲太空望遠鏡觀測這顆彗星,並確定彗核周圍的氣體和塵埃。觀測結果說服了團隊使用哈勃太空望遠鏡仔細觀察。在哈勃太空望遠鏡的敏銳視野幫助下,研究團隊確定彗尾、彗核結構,塵埃粒子的大小和它們的噴射速度。這些圖像幫助確認這些特徵是由於相對較新的類似彗星的活動所致。

儘管LD2彗星的位置令人驚訝,但博林懷疑這種停留方式對於某些朝向太陽飛行的彗星是否是一個普遍的落腳點。這些外來的訪客可能不會在小行星中停留很長時間。電腦模擬顯示,它將在大約兩年內會與木星再次親密接觸。巨大的行星重力會引導彗星繼續它跑向太陽的旅程。實際的情況是木星捕獲這顆彗星,將其拋向四周並改變軌道。木星一旦改變彗星進入軌道後,便控制了彗星的內部活動。

一旦彗星被趕出木星軌道並繼續前進,它可能會再次與這顆巨大的行星相遇。像LD2這樣的短週期彗星,通常的命運包括:拋入太陽並完全解體、撞擊途經的行星或者再次向木星太靠近而脫離太陽系。模擬顯示,在大約五十萬年中,這顆天體有90%的可能性從太陽系中彈出,成為星際彗星。

【圖、文:節譯自美國太空總署2021年2月25日新聞公佈】研究全文刊登在2021年2月11日出版的《天文學報》

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