半人馬透過與木星、土星的近距離接觸獲得類似彗星的特征

由於多種原因，看起來像小行星的物體仍然可以變得活躍。 這些物體被稱為半人馬座，可以有活動點並產生尾巴。 圖片來源：Pamela L Gay/PSI。

根據行星科學研究所高級科學家Eva Lilly的一篇論文，與木星或土星的近距離相遇導致軌域的快速重塑可能導致半人馬表現出類似彗星的活動。

半人馬座是小天體，大小與小行星相似，但組成與彗星相似，在外太陽系中圍繞太陽旋轉，主要在木星和海王星的軌域之間。

「我們已經找到了一些長期存在的謎團的答案，即為什麽一些半人馬像彗星一樣活躍，而其余的看起來像普通的安靜小行星。 沒有人知道他們為什麽會有這樣的行為。 這沒有任何意義。

與大小，顏色甚至軌域型別都沒有相關性，「Lilly說，他是」 半人馬座和高近日點木星家族彗星中的活動觸發器 「的主要作者，該彗星出現在 【天體物理學雜誌快報】 上。 PSI科學家Kat Volk，Jordan Steckloff和Henry Hsieh是合著者。

「在我們的工作中，我們研究了所有已知半人馬座的動力學歷史，包括活躍和非活躍的半人馬座，並將我們的發現與熱建模相結合。 我們有興趣找到某種活躍的半人馬座常見的模式，而族群中的非活躍天體所缺乏。 繪制半人馬座的動力學歷史是一項棘手的壯舉 - 它們在巨行星的 領域中執行 ，它們的軌域演化受到巨行星重力的混亂影響的控制，「Lilly說。

「我們使用了一個數值積分器——一種可以預測天體軌域如何演變的程式碼，但對於半人馬來說，這只能在很短的時間內知道——通常是幾百年，之後混沌使預測不準確。 我們發現所有活躍的半人馬都經歷了與木星或土星的近距離相遇，這次相遇導致了巨大的軌域變化，我們稱之為「跳躍」。

「a-跳躍主要是半人馬座軌域的半長軸的減少，同時將其從橢圓形重塑為更圓形和更低的近日點軌域。 這種變化非常迅速 - 大約幾個月，半長軸可以減少幾個天文單位，「Lilly說。

「然後，a-jump有效地將受影響的半人馬座置於軌域上，在那裏它們的表面可以加熱更長的時間，這樣，熱波可以到達內部的冰層，然後昇華並有效地使半人馬座活躍起來。 半人馬天生是冰冷的; 它們起源於海王星以外的古柏帶，但大部份動態壽命都在太陽系的遙遠地區度過，那裏的環境太冷，水和其他冰無法昇華。

「它們實際上被儲存在冰箱裏，」Lilly說。 「A-jumps只是將它們中的一些迅速移近太陽，在那裏它足夠溫暖，可以讓冰經歷 相變 ，如昇華，把半人馬座變成一顆 彗星 。 我們的熱模型證實了這一點。 我們的研究結果表明，每個半人馬座本質上都有變得活躍的能力，但這完全取決於它的軌域如何演變。

在大約10%的半人馬身上觀察到活動，直到現在還不清楚原因。 所有木星家族的彗星都是周期性活躍的，並且在大多數情況下表現得像普通彗星。

「因此，我們認為a-跳躍可能是半人馬座和JFC彗星活動的主要觸發因素。 我們的研究結果進一步表明，對最近動態歷史的分析可用於辨識當前活躍或可能很快變得活躍的物體，我們已經確定了三個這樣的半人馬座，這些半人馬最近發生了跳躍，應該被視為觀測監測的高優先級目標，以尋找活動，「Lilly說。

更多資訊： Eva Lilly 等人，半長軸跳躍作為半人馬座和高近日點木星家族彗星的活動觸發器，【 天體物理學雜誌快 報】（2024 年）。 DOI： 10.3847/2041-8213/ad1606