新的研究表明，占近地天体60%的暗彗星可能起源于小行星带，并可能携带地下冰，这些冰可能对地球的水有贡献。来源:SciTechDaily.com
密歇根大学的一项研究表明，近地天体中多达60%可能是暗彗星维持可能已经融化的冰为地球的水供应做出了贡献
这些天体结合了小行星和彗星的特征，可能起源于木星和火星之间的小行星带。这项研究强调了小行星表面下存在冰的可能性，并表明这些物体可能在将冰转移到太阳系内部方面发挥作用。
根据密歇根大学的一项研究，近地天体中多达60%可能是暗彗星，这是我们太阳系中围绕太阳运行的神秘小行星，可能含有或以前含有冰，可能是向地球输送水的一条途径。
这项研究的主要作者、密歇根大学天文学研究生阿斯特·泰勒(Aster Taylor)说，这些发现表明，小行星带(太阳系中大致位于木星和火星之间的区域，包含了太阳系中大部分岩石小行星)中的小行星存在地下冰，这是自上世纪80年代以来人们一直怀疑的。
输送冰的途径
泰勒说，这项研究还显示了将冰输送到近地太阳系的潜在途径。地球是如何获得水的是一个长期存在的问题。
“我们不知道这些暗彗星是否给地球带来了水。我们不能这么说。但我们可以说，关于地球上的水究竟是如何到达这里的，仍然存在争议。”泰勒说。“我们所做的工作表明，这是将冰从太阳系其他地方带到地球环境的另一条途径。”
这项研究进一步表明，一个大的天体可能来自木星家族的彗星，这些彗星的轨道使它们靠近木星。研究小组的研究结果发表在《伊卡洛斯》杂志上。
结合小行星和彗星的特征
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石天体，它们的轨道离太阳更近，通常在所谓的冰线内。这意味着它们离太阳足够近，小行星可能携带的任何冰都可以升华，或者从固体冰直接变成气体。
彗星是一种冰冷的天体，呈现出模糊的彗发，这是一种经常围绕彗星的云。升华的冰携带着尘埃，形成了云。此外，彗星通常有轻微的加速度，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。
估计暗彗星的比例
这项研究检查了7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，暗彗星没有彗发，但有非引力加速度。研究人员还认为，这些暗彗星可能来自小行星带，由于这些暗彗星具有非重力加速度，研究结果表明，小行星带中的小行星含有冰。
泰勒说:“我们认为这些物体来自内部和/或外部主要小行星带，这意味着这是将一些冰带入太阳系内部的另一种机制。”“内部主带的冰可能比我们想象的要多。外面可能还有更多这样的物体。这可能是最近的人口的很大一部分。我们真的不知道，但由于这些发现，我们有更多的问题。”
暗彗星的起源和动力学
在之前的工作中，包括泰勒在内的一组研究人员在一组近地天体上发现了非引力加速度，并将它们命名为“暗彗星”。他们确定，暗彗星的非重力加速度很可能是少量升华冰的结果。
在目前的工作中，泰勒和他的同事们想要发现暗彗星的来源。
“近地天体不会在当前轨道上停留很长时间，因为近地环境很混乱，”他们说。“它们只在近地环境中停留大约1000万年。因为太阳系比这要古老得多，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接收近地天体。”
暗彗星轨迹建模
为了确定这个暗彗星群的起源，泰勒和他们的合作者创建了动力学模型，将非重力加速度分配给来自不同群体的物体。然后，他们模拟了这些物体在给定的非重力加速度下，在10万年的时间里所遵循的路径。研究人员观察到，许多这些物体最终都变成了今天的暗彗星，并发现在所有可能的来源中，主要的小行星带是最有可能的起源。
泰勒说，其中一颗被称为2003 RM的暗彗星，在靠近地球的椭圆轨道上运行，然后飞向木星，再经过地球，遵循木星家族彗星的路径，也就是说，它的位置与一颗被撞出轨道的彗星一致。
冰在暗彗星动力学中的作用
同时，研究发现，其余的暗彗星可能来自小行星带的内带。由于暗彗星可能有冰，这表明冰存在于内部主带。
然后，研究人员将先前提出的理论应用于暗彗星的数量，以确定为什么这些物体如此之小且旋转如此之快。泰勒说，彗星是由冰结合在一起的岩石结构——想象一个肮脏的冰块。一旦它们在太阳系的冰线内碰撞，冰就会开始释放气体。这会导致物体的加速度，但也会导致物体旋转得非常快——快到足以使物体分裂。
泰勒说:“这些碎片上也会有冰，所以它们也会越来越快地旋转，直到分裂成更多的碎片。”“当你变得越来越小的时候，你可以继续这样做。我们的建议是，你得到这些小的、快速旋转的物体的方法是，你拿一些大的物体，把它们打碎。”
当这种情况发生时，这些物体继续失去它们的冰，变得更小，旋转得更快。
研究人员认为，虽然较大的暗彗星2003 RM可能是从小行星带的外主带中被踢出的较大物体，但他们正在研究的其他六个物体可能来自内主带，是由一个向内撞击然后分裂的物体形成的。
参考资料:“暗彗星的动力学起源和一个提议的进化轨迹”，作者:Aster G. Taylor, Jordan K. Steckloff, Darryl Z. Seligman, Davide Farnocchia, Luke Dones, David Vokrouhlicky， David Nesvorny和Marco Micheli, 2024年7月6日，伊卡洛斯。DOI: 10.1016 / j.icarus.2024.116207
