小行星怎么也拖起了“长尾巴”?2023年4月,中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥表示,天问二号已经基本完成初样研制阶段的工作,计划于2025年5月前后实施发射。天问二号除了要完成探测近地小行星2016 HO3并实现对该小行星的采样返回任务之外,还会前往探测一颗主带的活动小行星311P/PANSTARRS。这颗小行星虽然轨道位于小行星带,但是却表现出彗星的特征,这究竟是怎么回事呢?
在传统观念中,位于雪线以内的小行星与彗星有着明显区别。一直以来,人们认为小行星是“沉寂的”天体,与彗星不同,后者因水冰挥发形成的彗发与彗尾而备受瞩目。然而,随着望远镜技术的进步,我们对小行星有了全新的认识。2002年,Hsieh等人意外地发现了小行星7968 Elst-Pizzaro表现出类似彗星的彗尾现象。这引发了人们对小行星活动性的深入思考与探索。
活动小行星的起源有两种主要猜想。
一种认为它们可能是早期太阳系捕获的彗星,另一种则认为它们可能来自主带附近的小行星。Levison等人的数值模拟表明,在Nice模型的支持下,许多原始的海外(海王星以外)天体在早期太阳系动力学演化阶段可以散射到内太阳系,并被捕获至距离太阳2.68 AU左右的轨道内。
Hsieh、Jewitt和Fernández的观测研究表明,活动小行星的光谱颜色特征与来自柯伊伯带的彗星不一致,从而基本排除了活动小行星来自柯伊伯带或奥尔特云的可能性。
活动小行星的活动性机制多种多样,包括水冰升华、撞击喷发、旋转不稳定、静电力、热分裂、热脱水、冲击脱水和辐射压力等。其中,冰的升华、撞击喷发和旋转不稳定是最为常见的机制。水冰升华活动机制的活动小行星的意义比较重大,这意味着在雪线以内也有水冰的存在,因此它们还有一个官方名称,主带彗星。
311P/PANSTARRS的研究为我们揭示了活动小行星的一些特性,但仍有许多待解之谜。
值得期待的是,“天问二号”计划将于2025年左右进行发射,这项任务将借助长征三号乙运载火箭,分别探测共轨近地小行星2016 HO3以及主带的活动小行星311P/PANSTARRS。通过这次探测,我们将更加深入地了解活动小行星的尘埃环境、热物理属性等物理特性,为更深入研究活动小行星提供数据支持,进一步丰富我们对活动小行星的了解。