在太阳系中检测到冰质火山彗星的大规模喷发

天文学家观察到一颗飞越太阳系的火山彗星发生了一次大喷发,可能向太空喷出超过 100 万吨的碎片。

艺术家想象中的彗星在气体和尘埃双流的牵引下飞过太空。 (图片来源:Shutterstock)
艺术家想象中的彗星在气体和尘埃双流的牵引下飞过太空。 (图片来源:Shutterstock)

一颗奇异的火山彗星猛烈喷发,向太阳系喷出超过 100 万吨的气体、冰和“生命的潜在组成部分”。

这颗不稳定的彗星被称为 29P/Schwassmann-Wachmann (29P),宽约 37 英里(60 公里),绕太阳公转大约需要 14.9 年。 29P 被认为是太阳系中火山活动最活跃的彗星。 据美国国家航空航天局称,它是大约 100 颗被称为“半人马”的彗星中的一颗,柯伊伯带是潜伏在海王星之外的冰彗星环,被推到木星和海王星之间更近的绕太阳轨道。

根据 Spaceweather.com,11 月 22 日,一位名叫帕特里克威金斯的业余天文学家注意到 29P 的亮度急剧增加。 根据英国天文学会(BAA) 的数据,其他天文学家随后进行的观察表明,这种光度峰值是大规模火山喷发的结果——这是过去 12 年 29P 上观测到的第二大火山喷发。 这段时间最大的喷发是 2021 年 9 月的一次巨大爆发。

这种规模的喷发“相当罕见”,英国卡迪夫大学的博士候选人 Cai Stoddard-Jones告诉我们,他拍摄了 29P 喷发的后续图像。 “[也]很难说为什么这个这么大。”。

据 BAA 称,爆炸之后分别于 11 月 27 日和 11 月 29 日发生了两次较小的爆发。

与地球上的火山从地幔喷出滚烫的岩浆和火山灰不同,29P 从其核心喷出极冷的气体和冰。 这种不寻常的火山活动类型被称为低温火山作用或“冷火山作用”。

BAA 天文学家理查德·迈尔斯 (Richard Miles)包括太阳系中的少数其他彗星和卫星(如土星的土卫二、木星的木卫二和海王星的海卫一)的低温火山体,其表面地壳围绕着主要为固体的冰核 研究过 29P 的人告诉我们。 随着时间的推移,来自太阳的辐射会导致彗星冰冷的内部从固态升华为气态,从而导致地壳下方压力的增加。 当来自太阳的辐射也削弱了地壳时,这种压力导致外壳破裂,低温岩浆射向太空。

2003 年 12 月 8 日喷发后,斯皮策太空望远镜拍摄的彗星 29P 的彗发和彗尾的红外图像。(图片来源:NASA/斯皮策太空望远镜)
2003 年 12 月 8 日喷发后,斯皮策太空望远镜拍摄的彗星 29P 的彗发和彗尾的红外图像。(图片来源:NASA/斯皮策太空望远镜)

来自 29P 等彗星的低温岩浆主要由一氧化碳和氮气以及一些冰固体和液态碳氢化合物组成,它们“可能提供了地球上生命起源的一些原材料,”美国宇航局代表写道。

据 BAA 称,最近一次 29P 喷发的喷射物距离彗星最远可达 34,800 英里(56,000 公里),并以高达 805 英里/小时(1,295 公里/小时)的速度行进。迈尔斯补充说,羽流“可能包含超过一百万吨的喷射物”。

据 Spaceweather.com 报道,喷发彗星的照片还显示,羽流形成了一个不规则的吃豆人形状,这表明喷发起源于彗星表面的一个点或一个区域。

这些观察结果支持了之前的研究,即 29P 的喷发与其自转有关。迈尔斯和斯托达德-琼斯认为,彗星较慢的自转速度导致彗星吸收太阳辐射更加不均匀,从而引发了喷发。研究人员说,到目前为止,彗星的喷发往往与其 57 天的自转周期相匹配。

研究人员还怀疑 29P 最具爆炸性的喷发遵循一个基于其围绕太阳的轨道的周期。 迈尔斯说,2008 年至 2010 年期间发现了多次大规模喷发,现在在过去两年内发生了两次大规模喷发。 因此,他补充说,到 2023 年底,29P 可能至少会再发生一次大喷发。

29P(白色)围绕太阳的大致圆形轨道。 (图片来源:NASA/JPL 小体数据库浏览器)
29P(白色)围绕太阳的大致圆形轨道。 (图片来源:NASA/JPL 小体数据库浏览器)

然而,这个较长的喷发周期是如何发生的还不太清楚,因为与大多数其他彗星不同,它们在特定的轨道周期内更接近太阳,29P 的轨道基本上是圆形的,这意味着它永远不会离太阳太近 Stoddard-Jones 说,比它的平均距离还远。

迈尔斯说,自 1927 年发现以来,29P 在很大程度上被天文学界所忽视,但随着有关其异常火山活动的新证据出现,它开始受到更认真的对待。 “显然,研究 29P 有一些新发现。”

他补充说,詹姆斯韦伯太空望远镜计划在明年初对 29P 进行更仔细的观察。

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