
天學家用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測太陽系“半人馬小天體”(29P/Schwassmann-Wachmann 1,簡稱29P),捕捉到未曾觀測的氣體噴流,有助深入了解半人馬小天體及行星形成過程。
“半人馬小天體”得名是因特征兼具小行星和彗星性質,如古希臘神話的半人馬。這類天體處于天體動力學過渡階段,受行星微弱重力擾動,逐漸從海王星外穩定軌道(即古柏帶)向內太陽系移動。半人馬小天體逐漸從穩定小行星狀態轉為活躍彗星,最終可能成為短周期彗星。外太陽系冰凍環境,天體保存了數十億年,開始解凍后,得以觀測噴發或揮發物質,有助查看太陽系形成時的重要線索,并研究從外太陽系冰凍原始狀態進化成彗星的過程。
29P是最著名半人馬小天體,以規律周期性噴發聞名。約六到八周29P就會出現活躍噴發,為外太陽系最活躍天體之一。最新韋伯望遠鏡觀測顯示,團隊發現29P新一氧化碳(CO)噴流,并首次觀測到未見過的二氧化碳(CO?)噴流,為理解29P內部結構提供新線索。之前無線電波段觀測數據顯示,29P有股朝太陽(及地球)的CO噴流。借由韋伯望遠鏡的紅外線觀測,科學家更靈敏探測其他化學物質,包括水(H?O)和CO?,而CO?是太陽系碳主要存儲形式。但尚未在29P大氣發現明顯水蒸汽,可能與極低溫度有關。

29P的3D模型。(Source:NASA/ESA/CSA/Leah Hustak (STScI) /Sara Faggi (NASA-GSFC, American University))
團隊基于觀測數據創建29P噴流3D模型,顯示CO和CO?噴流來自29P核心不同區域。雖然韋伯望遠鏡無法直接分析29P核心結構,但噴流方向暗示核心可能由多個成分不同的天體聚合而成。29P表面上CO和CO?豐度差異明顯也支持29P可能由多部分構成的假設,或許是由兩個天體聚合的混合體,經歷不同形成過程。這發現挑戰對古柏帶原始天體形成和保存方式的理解。韋伯望遠鏡觀測如瞬間快照,團隊希望長期關注29P觀測噴流,更深入了解噴發機制。研究論文發表在《自然》期刊。
半人馬小天體可視為行星系統形成過程的遺跡,因長期身處極低溫環境,保存早期太陽系揮發性物質資訊。韋伯望遠鏡以卓越分辨率和靈敏度,打開研究半人馬小天體的新大門。深入研究這些天體后,能更全面理解太陽系形成與演化。
(首圖為29P噴發示意圖,Webb)





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