黑暗彗星的前世今生

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原作者：University of Michigan

翻译：胡敏

校对：方芊、李宜骅

排版：喻思敏

后台：李子琦

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240710130900.htm

黑暗彗星想象图

来源：Are We Drinking Water Delivered by Dark Comets? (pinterest.com)

密歇根大学的一项研究指出：60%以上的近地天体很可能是黑暗彗星，这是一种围绕太阳系中的太阳运行的神秘小行星，可能含有冰的成分或者是说之前有过冰，很可能把水带到了地球。

研究概览

这项研究的主要作者是密歇根大学的天文系研究生Aster Taylor，他指出：大概在火星和木星之间囊括了太阳系的大部分岩质小行星，也就是小行星带所在的位置，这些小行星是否在地表下含有冰，而这个事情从上世纪80年代起就争议不断。

小行星带

来源：Pin page (pinterest.com)

Taylor还介绍说，这项研究也表明了把冰带到近地太阳系的可能途径。毕竟地球上的水是怎样来的，这可是一个老问题了。

“尽管我们无法断言是不是这些黑暗彗星把水带到地球上的。但是关于地球上的水的来源仍然争议不断。我们所做的工作表明，黑暗彗星或是将冰从太阳系其他地方转移到地球环境的另一条途径。” Taylor说道。

该研究进一步指出，地球上的水可能是木族彗星（其轨道靠近木星）的一个大天体带来的。该团队的研究结果发表在《伊卡洛斯》期刊上。

黑暗彗星&非重力加速度

黑暗彗星比较神秘，因为它同时具备小行星和彗星的特点。小行星是没有冰的岩石体，其运行轨道在冻结线内（Ice line, 距离太阳2.7天文单位，线内星体大都缺水，线外星体有大量水冰）。这意味着它们离太阳足够近，可以让其可能携带的任何冰升华，或从固体冰直接变成气体。

太阳系的冻结线（白色虚线位置）

来源：地球之外的冰雪世界――行星冰冻圈研究综述 (cas.cn)

彗星是由冰构成的小天体，会顶着一个模糊的彗发（包裹彗星的一团云）出现。它是由彗星的冰在升华过程中卷起旁边的尘埃而形成的。此外，彗星还有小的加速度，但这不是重力而是冰的升华推动的，这又被称为非重力加速。

彗星

来源：Photographic Print: Comet Lovejoy (C-2014 Q2) by Stocktrek Images : 24x16in (pinterest.com)

研究者在探究了七颗黑暗彗星之后，做出估测：50%~60%的近地天体可能是没有彗发但有非重力加速度的黑暗彗星。同时指出：这些黑暗彗星很可能都是来自小行星带，并且因为它们有非重力加速度，也表明小行星带的小行星含冰。

“我们认为这些天体来自于内部和/或外部小行星主带，其实这就暗含了将冰带入太阳系内部的另一种途径，小行星主带内部的冰可能比我们想象中要多，那里的黑暗彗星可能更多，有可能是黑暗彗星族的重要集聚地。虽然我们不太清楚是不是这样的，但是我们的发现激发了更多的思考。”Tayler说道。

黑暗彗星从哪里来

“黑暗彗星”名字的由来以及对其非重力加速度的解释是包括Taylor在内的研究学者过去的研究的成果。在现在这个研究中，Taylor和他的同事们都想探究这些黑暗彗星的来处。

“近地环境很杂乱，所以近地天体不会在目前的轨道上停留很长时间，通常在1000万年左右。而太阳系的存续时间远比这古老，这意味着近地天体是从别的地方来的——我们不断地从另一个更大的来源接收近地天体。”

为了确定黑暗彗星族的来源，Taylor和同事们一起搭建了动态模型，可以让来自不同族的天体获得非重力加速度。在设定了既定的非重力加速度和10万年的时间长度的条件下，他们把天体的路径绘制成了模型，然后就发现很多天体都到了黑暗彗星现在所在的位置，这些天体最有可能的来源就是小行星主带。

其中的一个研究对象是2003 RM，这颗黑暗彗的轨道是椭圆状，运行轨迹：先在地球附近，再到木星，最后再到地球，这和木族彗星轨道的预估路径是一致的，也就是说，木族彗星和从它这里出来的彗星有一样的轨道位置。

同时，这项研究还发现，其他六颗黑暗彗星很可能来自内小行星带。加之这些黑暗彗星可能有冰，这就表示内小行星主带可能含冰。

然后研究学者运用了之前提出的理论来解释黑暗彗星如此小且旋转迅速。Taylor说，彗星是带冰岩石，可以把它想象成一个很脏的冰块（脏污比喻尘埃）。一旦它们闯入太阳系的冻结线，冰块便开始升华，形成非重力加速度，彗星也会转得更快，越来越快，最后解体成碎片。

研究学者认为较大的黑暗彗星2003RM很可能是从外小行星主带被撞出来的天体，另外六颗彗星很可能是从内小行星主带来的——由一颗闯入了太阳系冻结线的带冰天体在升华与高速旋转后解体而来。

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『天文湿刻』 牧夫出品

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哈勃拍摄的经典螺旋星系

影像来源: ESA/Hubble & NASA, C. Kilpatrick

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