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太陽系中的兩組暗彗星可以告訴研究人員地球的海洋是從哪里來的

太陽系


太陽系中的兩組暗彗星可以告訴研究人員地球的海洋是從哪里來的


暗彗星在太空中飛行，但與彗星不同，它們沒有塵埃尾巴 。圖片來源：Adina Feinstein和美國國家航空航天局地球觀測站
據《對話》（達里爾·Z·塞利格曼）：構成海洋的水是地球上生命發展的關鍵因素 。然而，科學家們仍然不知道地球上的水最初是從哪里來的 。
一個主要觀點是，彗星和小行星等太空巖石通過撞擊將水輸送到地球 。作為一名行星科學家，我對可能導致海洋形成的太空物體的種類很好奇 。在過去的幾年里，我一直在研究一種我稱之為暗彗星的物體，這可能就是罪魁禍首 。在2024年12月我和同事發表的一項新研究中，我們發現了兩類難以捉摸的暗彗星
什么是彗星？
太陽系中充滿了彗星和小行星等小天體 。這些太空巖石是早期太陽系行星的基本組成部分，而剩下的殘骸是今天看到的彗星和小行星 。
這些物體也是材料在整個太陽系中運輸的途徑 。這些小世界在太空飛行時可能包含碎石、冰和有機物質等物質 。這就是為什么研究人員認為它們是在地球形成過程中將水和二氧化碳等冰輸送到地球的良好潛在候選者 。
傳統上 ， 彗星和小行星的區別在于彗星有美麗的彗尾 。這些尾巴的形成是因為彗星中有冰，而小行星則沒有 。
當彗星靠近太陽時，這些冰會加熱并升華，這意味著它們會從冰變成氣體 。氣體因陽光而升溫，然后在一個稱為脫氣的過程中被吹離彗星表面 。這種放氣會帶來碎石和小灰塵顆粒，它們會反射陽光 。
另一方面，小行星沒有彗尾 。據推測，它們更像是經典的巖石——表面沒有冰 。
什么是非重力加速度？
彗星表面的放氣物質會產生彗星尾和火箭般的反沖 。快速移動的氣體推動彗星表面，使其加速 。這個過程在太陽引力的作用下，驅動彗星在太空中運動 。
所以，當彗星爆炸時，它們會產生行星科學家所說的非引力加速度——這種運動不是由太陽系中物體的引力引起的 。行星科學家通常在探測到彗星尾部后測量彗星的非重力加速度 。
什么是暗彗星？
我們的團隊在太陽系中發現了一類小天體，它們具有彗星和小行星的一些特性 。我們稱它們為暗彗星 。
這些暗彗星和彗星一樣具有非引力加速度，因此它們會因彗星放氣而經歷類似火箭的反沖 。然而，它們沒有大多數彗星那樣塵土飛揚的尾巴 。
換句話說，它們看起來像典型的小行星，但僅靠重力無法解釋它們的運動 。
第一個星際物體“Oumuamua”是太陽系中探測到的第一個來自太陽系外的彗星或小行星大小的天體 。
“Oumuamua展示了這種神秘的組合，沒有塵埃尾，而是彗星般的非引力加速度，這導致了許多理論試圖解釋這個物體可能是什么 。一種選擇是，它像彗星一樣放氣，但不會產生塵土飛揚的尾巴 。
自2017年首次發現Oumuamua以來，我和我的同事們已經發現了太陽系內的其他暗彗星 。在我們的研究中 ， 我們發現了7顆新的暗彗星，使總數達到14顆 。
現在我們發現了更多的暗彗星，我們注意到它們有兩種口味 。外層的暗彗星更大，大約一英里寬，在太陽系更遠的橢圓軌道上運行 。內部的暗彗星較小，通常為1000英尺，并且在靠近地球的圓形軌道上運行 。

太陽系中的兩組暗彗星可以告訴研究人員地球的海洋是從哪里來的


暗彗星在太空中飛行，但與彗星不同，它們沒有塵埃尾巴 。圖片來源：Adina Feinstein和美國國家航空航天局地球觀測站
對地球海洋的貢獻？
目前還不清楚這些暗彗星到底是什么 。如果它們沒有結冰的表面 ， 它們甚至可能不是傳統的彗星 。
然而，對于它們的非重力加速度，最有可能的答案是，它們像彗星一樣放出水，但不會產生塵土飛揚的尾巴——至少當我們用望遠鏡觀察它們時，我們看不到 。
如果是這樣的話，肯定會有更多這樣的物體 ， 像小行星一樣四處游蕩，但尚未被發現 。
由于科學家們不確定地球上的水來自哪里，如果地球附近真的有很多有水的暗彗星，那么這些暗彗星可能為早期地球提供了水 。
這些暗彗星可以告訴研究人員更多關于地球海洋的起源和地球上生命的發展 。
對未來感到興奮的理由
這項研究實際上只是冰山一角，因為我們在2023年才開始發現這些暗彗星 。
維拉·C·魯賓天文臺的遺留空間和時間調查將于2025年上線，它將開始幾乎每天晚上掃描整個南方天空，以發現任何移動的物體 。這臺望遠鏡位于智利阿塔卡馬沙漠的一座山上，是有史以來最大的相機的所在地 。
它將使天文學家在探測夜空中移動物體時的靈敏度提高近五個數量級 。它可能會幫助我和我的同事在不久的將來發現許多新的暗彗星 。
已經在運行的望遠鏡，如哈勃太空望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，也可以幫助我的團隊觀察我們已經發現的14顆暗彗星表面的脫氣或冰 。
最后，日本宇宙航空研究開發機構隼鳥2號延長任務計劃于2031年與內部暗彗星之一1998 KY26會合 。因此，我們將能夠看到一顆暗彗星的表面細節 。