半人马通过与木星、土星的近距离接触获得类似彗星的特征

由于多种原因，看起来像小行星的物体仍然可以变得活跃。 这些物体被称为半人马座，可以有活动点并产生尾巴。 图片来源：Pamela L Gay/PSI。

根据行星科学研究所高级科学家Eva Lilly的一篇论文，与木星或土星的近距离相遇导致轨道的快速重塑可能导致半人马表现出类似彗星的活动。

半人马座是小天体，大小与小行星相似，但组成与彗星相似，在外太阳系中围绕太阳旋转，主要在木星和海王星的轨道之间。

「我们已经找到了一些长期存在的谜团的答案，即为什么一些半人马像彗星一样活跃，而其余的看起来像普通的安静小行星。 没有人知道他们为什么会有这样的行为。 这没有任何意义。

与大小，颜色甚至轨道类型都没有相关性，「Lilly说，他是」 半人马座和高近日点木星家族彗星中的活动触发器 「的主要作者，该彗星出现在 【天体物理学杂志快报】 上。 PSI科学家Kat Volk，Jordan Steckloff和Henry Hsieh是合著者。

「在我们的工作中，我们研究了所有已知半人马座的动力学历史，包括活跃和非活跃的半人马座，并将我们的发现与热建模相结合。 我们有兴趣找到某种活跃的半人马座常见的模式，而种群中的非活跃天体所缺乏。 绘制半人马座的动力学历史是一项棘手的壮举 - 它们在巨行星的 领域中运行 ，它们的轨道演化受到巨行星引力的混乱影响的控制，「Lilly说。

「我们使用了一个数值积分器——一种可以预测天体轨道如何演变的代码，但对于半人马来说，这只能在很短的时间内知道——通常是几百年，之后混沌使预测不准确。 我们发现所有活跃的半人马都经历了与木星或土星的近距离相遇，这次相遇导致了巨大的轨道变化，我们称之为「跳跃」。

「a-跳跃主要是半人马座轨道的半长轴的减少，同时将其从椭圆形重塑为更圆形和更低的近日点轨道。 这种变化非常迅速 - 大约几个月，半长轴可以减少几个天文单位，「Lilly说。

「然后，a-jump有效地将受影响的半人马座置于轨道上，在那里它们的表面可以加热更长的时间，这样，热波可以到达内部的冰层，然后升华并有效地使半人马座活跃起来。 半人马天生是冰冷的; 它们起源于海王星以外的柯伊伯带，但大部分动态寿命都在太阳系的遥远地区度过，那里的环境太冷，水和其他冰无法升华。

「它们实际上被储存在冰箱里，」Lilly说。 「A-jumps只是将它们中的一些迅速移近太阳，在那里它足够温暖，可以让冰经历 相变 ，如升华，把半人马座变成一颗 彗星 。 我们的热模型证实了这一点。 我们的研究结果表明，每个半人马座本质上都有变得活跃的能力，但这完全取决于它的轨道如何演变。

在大约10%的半人马身上观察到活动，直到现在还不清楚原因。 所有木星家族的彗星都是周期性活跃的，并且在大多数情况下表现得像普通彗星。

「因此，我们认为a-跳跃可能是半人马座和JFC彗星活动的主要触发因素。 我们的研究结果进一步表明，对最近动态历史的分析可用于识别当前活跃或可能很快变得活跃的物体，我们已经确定了三个这样的半人马座，这些半人马最近发生了跳跃，应该被视为观测监测的高优先级目标，以寻找活动，「Lilly说。

更多信息： Eva Lilly 等人，半长轴跳跃作为半人马座和高近日点木星家族彗星的活动触发器，【 天体物理学杂志快 报】（2024 年）。 DOI： 10.3847/2041-8213/ad1606