奥尔特云彗星可能会自旋至死

太阳系边缘的冰天体如何解体是一个长期存在的谜团

伦纳德彗星在去年冬天曾令人眼花缭乱，然后在接近太阳时解体。一位天文学家现在提出了一个解释，解释像这样的彗星是如何分裂的。

来自太阳系冰柜的彗星通常无法在与太阳的第一次相遇中幸存下来。现在一位科学家认为他知道原因了：太阳的温暖使一些宇宙雪球旋转得如此之快，以至于它们分崩离析。

天文学家大卫·杰维特（David Jewitt）在 8 月 8 日提交给 arXiv.org 的一项研究中报告说，这一建议可能有助于解决几十年前关于什么会摧毁许多“长周期”彗星的谜团。长周期彗星起源于奥尔特云，这是一个位于太阳系边缘的冰冷物体球体（SN：2008年 8 月 18 日）。那些在第一次绕太阳旅行中幸存下来的人往往每 200 年才在我们的恒星旁边摆动一次。

“这些东西在奥尔特云中是稳定的，那里什么都没有发生。当它们靠近太阳时，它们会变热，所有的地狱都会破裂，它们会分崩离析，”Jewitt 说。

荷兰天文学家扬·奥尔特于 1950 年首次提出将奥尔特云作为彗星储层。他意识到，许多靠近地球的彗星都是首次来访者，而不是返回者。有什么东西把彗星带走了，但没有人知道是什么。

一种可能性是彗星在接近太阳的热量时通过升华所有的水而死亡，直到什么都没有留下。但这不符合对彗星的观察，这些彗星似乎在物理上分解成更小的碎片。问题是，这些分手很难实时观看。

“瓦解真的很难观察，因为它们是不可预测的，而且发生得很快，”Jewitt 说。

当他试图观察伦纳德彗星时，他遇到了这个困难，这颗明亮的彗星在 2021-2022 年冬季上演了一场壮观的表演。杰维特曾申请在 2022 年 4 月和 2022 年 6 月用哈勃太空望远镜观察这颗彗星。但到了 2 月，这颗彗星已经解体了。“这是一个警钟，”杰维特说。

因此，Jewitt 转向了对自 2000 年以来接近太阳的长周期彗星的历史观测。他选择了那些通过美国宇航局 SOHO 宇宙飞船上名为 SWAN的仪器间接测量水蒸气产生的彗星，以了解彗星的速度有多快失去质量。他还挑选了彗星，它们的运动偏离了它们围绕太阳的轨道，这些彗星的运动已经被测量过了。这些运动是水蒸气喷射推动彗星四处移动的结果，就像喷水软管在花园周围翻滚。

这给他留下了 27 颗彗星，其中 7 颗彗星没有在最接近太阳的地方幸存下来。

Jewitt 预计最活跃的彗星会以最快的速度解体，因为它们会喷出所有的水。但他发现相反：事实证明，具有最小脏雪球核心的最不活跃彗星最容易分崩离析。

“基本上，作为太阳附近的一个小核会导致你死亡，”Jewitt 说。“问题是，为什么？”

并不是彗星被太阳的引力撕裂——它们靠得不够近。并且简单地升华直到它们发出噗噗声将太慢而无法与观察结果相匹配。彗星也不太可能与浩瀚太空中的其他任何东西相撞并以这种方式分裂。之前关于彗星内部压力不断增加直到它们像手榴弹一样爆炸的说法对 Jewitt 来说是没有意义的。他说，彗星上部几厘米的物质会吸收太阳的大部分热量，因此很难将彗星的中心加热到足以使其发挥作用。

Jewitt 说，剩下的最好的解释是轮流解体。当彗星接近太阳并且它的水加热到足以升华时，水蒸气喷射形成并使核心开始像凯瑟琳轮烟花一样旋转。较小的核心比较大的核心更容易推动，因此它们更容易旋转。

“它只是旋转得越来越快，直到它没有足够的拉伸强度来保持在一起，”Jewitt 说。“我很确定这就是正在发生的事情。”

那个致命的旋转速度其实很慢。他计算，以每秒约半米的速度旋转可能会为一公里大小的彗星造成帷幕。“你可以走得更快。”

但是彗星是脆弱的。没有参与这项研究的图森行星科学研究所的行星天文学家纳林·萨马拉辛哈说，如果你把一颗拳头大小的彗星放在面前，一个喷嚏就会摧毁它。

Samarasinha 认为 Jewitt 的提议很有说服力。“尽管样本量很小，但我认为这是真的发生了。” 但他说，其他事情也可能正在摧毁这些彗星，而 Jewitt 对此表示赞同。

Samarasinha 正在坚持进行更多的彗星观测，这可能会在Vera Rubin 天文台于 2023 年开始对天空进行观测时到来。Jewitt 的想法“可以在一两年内进行观测测试”。