连体彗星:哈特雷 2 号可能由两个不同的天体形成

哈特雷 2 号彗星的两端似乎具有不同的成分,这暗示该彗星是由两个母天体的温和合并形成的


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法国南特—哈特雷 2 号彗星的形状激发了许多生动的描述——它被称为腌黄瓜、花生、狗骨头和保龄球瓶。

但是,这些形状类比都不能体现哈特雷 2 号可能具有的决定性特征——它的两个瓣叶现在似乎由不同的物质构成。研究人员本周在行星科学美国天文学会分会和欧洲行星科学大会的联合会议上推测,彗星的末端碎片可能是先分别形成,然后合并形成这个形状奇特的天体。[在此处阅读更多会议新闻。]

该分析来自 NASA 的深度撞击/EPOXI 航天器收集的数据,该航天器于 2010 年 11 月飞掠哈特雷 2 号彗星。当时,这颗彗星靠近地球,并且在其椭圆轨道上接近太阳,该轨道将其带到木星轨道之外。在飞掠期间,EPOXI 拍摄到挥发性化合物,例如水和二氧化碳,从冰升华为蒸汽,并从小彗星(如果您愿意,就是保龄球瓶的顶部)的朝阳、较小的一端喷射出来。但是 8.5 小时后,当哈特雷 2 号旋转使其较大的一端朝向太阳时,彗星的活动并没有相应地转移。“当较大的叶瓣指向太阳时,我们没有看到二氧化碳被激活或大量的水流出,”马里兰大学帕克分校的任务科学家 洛瑞·费加 说。“喷发气体绝对来自较小的叶瓣,而不是较大的叶瓣。”

这意味着彗星较小的一端富含挥发物,当彗星靠近太阳时,挥发物会逸出,而较大的一端相对贫乏挥发物,至少在表面附近是这样。“我们有一个非常不均匀的彗核,”费加说。“这两个叶瓣是不同的。”

一种解释是,这两个末端是独立形成的,然后以某种原行星合并的方式连接在一起。“我认为通过逐渐形成,你会在两个不同的部分获得两种不同的成分,”同样来自马里兰大学,深度撞击扩展 EPOXI 任务的首席研究员 迈克尔·阿赫恩 说。(该航天器的原始任务是在 2005 年完成的,即向另一颗名为坦普尔 1 号的彗星发射撞击器。)“将两端轻轻地连接在一起,几乎像一个接触双星 [恒星],给你一种自然的方式,”他补充道。

NASA 喷气推进实验室高级研究科学家 保罗·韦斯曼 在费加演讲后的问答环节中指出,这种合并是“完全有可能的”。但细节并不简单。在谈话结束后,韦斯曼沉思,从彗星产生的柯伊伯带中获得两种不同的成分可能很棘手,因为预计该带相当均匀。(据认为,大多数短周期彗星起源于这个宽阔的轨道带,位于海王星轨道之外。)“你如何将一个看起来富含挥发物的物体与一个贫乏挥发物的物体连接起来,这有点令人困惑,”他说。

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的 哈尔·韦弗 在会议上报告说,除了形状方面的考虑,哈特雷 2 号似乎至少在另一方面是独一无二的。韦弗和他的同事使用哈勃太空望远镜上的摄谱仪来测量彗星的一氧化碳 (CO) 丰度。一氧化碳在彗星之间差异很大,但哈特雷 2 号的储量却很少。韦弗说,哈勃数据揭示了“迄今为止测量的任何彗星中最低的一氧化碳丰度”。

一种解释可能是哈特雷 2 号频繁地穿过太阳系内部——它每 6.4 年完成一次轨道,使其靠近太阳——已经剥夺了其高度挥发性的一氧化碳。但是彗星保留了其他挥发物,例如水和二氧化碳,韦弗指出,这颗彗星仅在 1875 年与木星相遇后才成为太阳系内部的常客,因此它没有太多时间来摆脱其挥发物。并且一些轨道周期长得多的彗星仍然显示出低丰度的一氧化碳,尽管它们与太阳相遇的情况相对罕见。

“我赞成原始效应,即这颗特殊的彗星是由……一氧化碳贫乏的物质形成的,”韦弗说。也许哈特雷 2 号形成于太阳系中一氧化碳稀少的部分,例如,或者那里太温暖,无法使该化合物凝固成冰。

无论如何,今天的哈特雷 2 号的挥发性活动可能反映了数十亿年前使其诞生的条件,正如其气体的不对称释放指向古老的合并一样。行星科学家似乎有很多东西要从这颗形状奇特的彗星中学习——无论他们更喜欢用什么生动的描述来形容它。

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