新研究：近地小行星中60%可能是“暗彗星”

图片为哈伯望远镜在2013年11月，目睹小行星神秘解体成好几个更小的碎片，人们能从图中看到彗尾。（NASA/ESA/D. Jewitt）

一项新研究表明，近地的小行星带上可能有60%小行星是难以被观察到的“暗彗星”。虽然它们跟彗星一样会携带冰，但飞行时却没有彗尾。另外，科学家推测大量飞行的“暗彗星”，可能是向地球输送水源的一种途径。

过去的科学家认为，太阳系上的小行星多数位于火星和木星之间。它们绕行太阳或木星的轨道周期短，是缺乏升华物质（例如冰）的岩石天体，因为它们的轨道过于靠近太阳，使原本携带的冰挥发掉了。而太阳系的彗星，起源于海王星天体群，或距离太阳约2光年的奥尔特云（Oort Cloud）。这些彗星距离太阳较遥远，飞行轨道周期较长，大多是由冰、尘埃、小岩石碎块和易挥发物组成。

科学家还发现彗星在运行或靠近太阳时，就会出现体积变小、轻微加速和公转周期改变的现象。他们解释说，这种加速度源自冰的挥发产生的推力，而非源于重力，并将该现象称为“非重力加速度”。

不过，随着时间的推移，人们发现了一种特殊的近地天体（NEO）。它们体积小且形态上也不活跃，基本上是围绕太阳运行，具有小行星和彗星的综合特征。

这种近地天体在太空中长时间飞行时，会分离出冰、尘埃等物质，但没有像彗星那样拥有彗尾，这使它们不易被观测到，于是科学家们将其称为“暗彗星”。

美国密歇根大学天文学系的阿斯特‧泰勒（Aster Taylor）博士团队的一项新研究表明，在来自木星和火星之间的小行星带的近地天体中，可能有60%是“暗彗星”，它们围绕着太阳运行且难以被观察到。

若真有大量的“暗彗星”的存在，那就意味着木星和火星之间的小行星带上，不仅只有大量的岩石，这些岩石的内部还可能存在冰水。这打破了过往的认知。对此，研究人员推测地球上的水一部分可能来自于这些“暗彗星”上的冰。该研究结果于7月6日发表在《伊卡洛斯》杂志上。

泰勒团队为了了解““暗彗星””的来源，先用7颗目前已知的“暗彗星”，去对比其它近地天体，希望借此排除一些不符合条件的天体，方便他们对于符合条件的天体进行非重力加速度计算。

经过筛选，他们估计近地的暗彗星比例可能非常大，达到60%。这些“暗彗星”几乎都没有彗尾，但它们本身确实存在“非重力加速度”现象。

由于这次得到的估值范围庞大，因此科学家明确表示，这项研究数据需要更多未来的研究去完善。其主要原因在于人们对于这些“暗彗星”的历史、起源和观测，知之甚少。

另外，泰勒和他的同事们为了要确定这些暗彗星的来源，先创建一个简单的动力学模型，并将它套在7颗已知的“暗彗星”上。同时给它们分配不同的重力加速度，以模拟这些“暗彗星”的路径演化轨迹和本体变化。

模拟结果大体显示，一颗彗星经过长时间的高速自转，引发崩解。它在逐渐崩解的过程中，体积越来越小，最后变成半径2米到15米的“暗彗星”，而“暗彗星”在持续的飞行过程中，会逐渐粉碎成冰晶、尘埃，最终变成一颗死彗星。

通过一连串的模拟，研究人员得到一些关于“暗彗星”的特性和答案。不过他们表示，目前得到的数据仍存在很大的不确定性，因为数据模型只透过少数的暗彗星进行自转周期上的测量。

他们目前可以确定的是，几个观测证据表明“暗彗星”很可能是彗星经过长时间自转产生的碎片，所以这些“暗彗星”通常都是半径小、非重力加速度弱、旋转速度快，且密度较低。

研究人员表示，未来会透过“近地天体监视任务”（NEO Surveyor）、鲁宾天文台等天文台进行更多的观察，希望能够发现更多的暗彗星，以增加对于暗彗星的了解。

泰勒博士对密歇根大学的新闻室说，这项研究显示了将冰输送到近地天体上的一种潜在途径，且有望解开地球是如何获得水源的谜团。

他说，“彗星是含冰的岩石结构，它们在飞行过程中会逐渐分裂，并释放出冰和气体，而这些东西让它们会逐渐加速。另外，分裂出来的碎片本身也会有冰，导致它们旋转得越来越快，直到分解成更多碎片。当它变得越来越小时，就会继续分裂和失去更多的冰。”“这意味着它们用一种机制将一些冰带到太阳系的其它地方，而来自于木星和火星之间的区域的小行星，它们携带的冰可能比我们想象的要多。”

他继续说，“不过，我们还不能百分百确定，暗彗星会向地球输送水。因为地球上的水是如何产生的还存在一些争议，但这次的研究表明太阳系其它地方的冰，是有可能被运送到地球上的。”