小行星除了拥有一个可以在遥远的未来撞击地球的轨道之外,它最出名的地方就是它有一个最不像小行星的东西——尾巴。天文学家最初认为尾巴是法厄同经历的极热天气从表面吹落下来的尘埃,但现在实验证据支持另一种假设,即钠气从内部深处泄漏出来。
彗星有尾巴,小行星没有,至少我们是这么认为的。然而,大自然总有办法颠覆双星。我们现在甚至知道水星——当然没有彗星——有尾巴3200 Phaethon 也是如此,它的成分主要是岩石,与冰彗星完全不同。
法厄同彗尾的普遍解释是,彗尾靠近太阳时,彗尾表面温度过高,灰尘被烧掉。然而,一篇新论文揭示,彗尾其实是由钠气构成的。
加州理工学院研究生张启程在一篇论文中表示:“我们的分析表明,Pheathon 彗星般的活动无法用任何尘埃来解释。”陈述这意味着我们需要对法厄同的第三个奇怪特征做出另一种解释:它作为对流星雨负责。
彗星是“脏雪球”,由冰、岩石和尘埃混合而成。接近太阳时,冰会变成气体,太阳风会将气体吹离太阳,并带走部分尘埃。
主带小行星(如谷神星)可能含有冰,但距离太阳不够近,无法融化。那些位于更近轨道的小行星要么从未有过冰,要么很久以前就失去了冰,没有留下任何冰来形成尾巴。2009 年,当法厄同经过近日点(最接近太阳)时,美国宇航局的日地关系天文台 (STEREO) 发现有东西指向远离太阳的方向,这让人感到很困惑。近日点距离太阳约 40% 的水星平均距离阻碍了观测,因此预期这是灰尘未经测试。
张决定测试一个是法厄同彗尾形成的原因。“彗星在非常靠近太阳时,通常会因钠的发射而发出耀眼的光芒,因此我们怀疑钠同样可能在法厄同的亮度增加中扮演着关键角色,”张说。
法厄同在最接近太阳时的运动情况,持续了两个小时。仔细观察,你可以看到它的尾巴图片来源:ESA/NASA/USNRL/Karl Battams
张和合著者利用 NASA/ESA 太阳和日光层观测站 (SOHO) 脱离了正常的太阳观测,使用滤光片在不同波长下观察近日点附近的 Phaethon。在与钠相关的波长下,尾巴很亮,而在用于检测尘埃的波长下则看不见。在太阳风的压力下,它的曲线也表明其成分是气态的,而不是尘埃。
海军研究实验室的共同作者 Karl Battams 博士对这一事实表示庆祝,“我们使用两艘太阳物理学航天器 - SOHO 和 STEREO - 完成了这项研究,而它们的用途根本不是研究此类现象。”
Phaethon 使用两个滤光片进行研究,一个用于钠光,另一个用于灰尘。图片来源:ESA/NASA/Qicheng Zhang
钠假说认为,随着小行星的升温,钠会在 Phaethon 内部深处沸腾,最终通过深裂缝逸出。作者现在想知道 Phaethon 是否独一无二,或者其他一些被称为彗星的物体是否真的表现出同样的行为。C/2012 S1 在近距离接近时显著变亮,几乎所有的亮度都集中在钠波长。
大多数流星雨是由彗星留下的尘埃和稍大一些的碎片形成的。地球每年都会在特定日期遭遇这些流星雨。流星雨与彗星的轨道相同,并且它的轨道与 Phaethon 的轨道太相似,因此不可能是巧合。
尽管如此,一颗小行星不仅造成了流星雨,而且造成了一年中最活跃的流星雨之一,这非常奇怪。2018 年,帕克太阳探测器证明法厄同的太阳接近无法解释双子座流星雨所需的每条轨道超过 1000 万吨的物质,这一谜团进一步加深。
作者提出,双子座流星雨一定是某种灾难性的事件造成的——法厄同星的一块碎片脱离,然后碎裂,可能是与一个较小的物体相撞后形成的。如果是这样,他们认为这一定是在过去 10,000 年内发生的,而且可能从地球上就可以看到。
然而,该作品并没有解释法厄同的,也没有极端的两极分化.也许我们必须等待命运+任务将于 2028 年访问 Phaethon。
本研究开放获取行星科学杂志