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太阳观测站发现，小行星彗星般的尾巴并非由尘埃组成

最近太阳观测台的研究表明，一颗奇怪的小行星的尾巴并不是由尘埃组成的，而是由钠气体构成的，这让这颗小行星变得更加神秘。

我们早已知道，3200 Phaethon小行星表现出类似彗星的行为。当它接近太阳时，它会变亮并形成尾巴，而且它是年度双子座流星雨的源头，即使大多数流星雨都是由彗星引起的。科学家们曾经将Phaethon的类似彗星的行为归咎于它被太阳烤焦时从小行星上逃逸的尘埃。然而，一项利用NASA的两个太阳观测台进行的新研究揭示，Phaethon的尾巴根本不含尘埃，而实际上是由钠气体构成的。

加州理工学院的博士生张其成(Qicheng Zhang)是这项研究的主要作者，他在《行星科学杂志》上发表了这项研究的结果，他说：“我们的分析表明，Phaethon的类彗星活动不能通过任何形式的尘埃来解释。”

大多数小行星主要由岩石组成，当它们接近太阳时，它们通常不会形成尾巴。然而，彗星是冰和岩石的混合物，通常会在太阳蒸发它们的冰时形成尾巴，将物质从它们的表面抛出，在它们的轨道上留下一条轨迹。当地球穿过这些碎片轨迹时，这些彗星碎片就会在我们的大气层中燃烧，形成一大群流星雨。

自从1983年天文学家发现Phaethon以来，他们就意识到这颗小行星的轨道与双子座流星雨的轨道相匹配。这表明Phaethon是年度流星雨的来源，尽管Phaethon是一颗小行星而不是彗星。

2009年，NASA的太阳地球关系观测卫星(STEREO)在小行星Phaethon接近太阳(或“近日点”)时发现了它的一个短尾。由于只有太阳观测台才能观测到Phaethon太靠近太阳，因此普通望远镜以前从未看到过这个尾巴。

STEREO还观测到Phaethon在2012年和2016年的后续太阳接近中发展出尾巴。这个尾巴的出现支持了一个理论，即当小行星被太阳加热时，从它们的表面逃逸的尘埃。

然而，2018年，另一个太阳任务拍摄到了双子座流星雨的一部分碎片轨迹，并发现了一个意外。来自NASA的Parker太阳探针的观测结果显示，这些碎片的轨迹包含的物质远远超过Phaethon在接近太阳时可能会散落的物质量。

张其成的团队想知道Phaethon的类彗星行为背后是否有其他因素，而不仅仅是尘埃。张其成说：“当彗星非常接近太阳时，通常会发出钠辐射的亮光，因此我们怀疑钠可能同样在Phaethon的亮度增加中起着关键作用。”

一项早期的研究基于模型和实验室测试表明，在Phaethon接近太阳的时候，太阳的强烈热量确实可以蒸发小行星内部的钠，从而引发类似彗星的活动。

为了找出尾巴的真正成分，张其成在2022年Phaethon的最新近日点期间再次寻找它。他利用了Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)太空飞行器，这是NASA和欧洲航天局的联合任务，它具有可以检测钠和尘埃的彩色滤镜。张其成的团队还搜寻了STEREO和SOHO的档案图像，在1997年至2022年间的18次Phaethon近日点接近期间找到了尾巴。

在SOHO的观测中，小行星的尾巴在检测到钠的滤镜中显得非常明亮，但在检测到尘埃的滤镜中却没有出现。此外，尾巴的形状和当Phaethon经过太阳时的亮度变化，正是科学家们预期如果它是由钠而不是尘埃构成的，那么Phaethon的尾巴会呈现出的形态和亮度变化。

在2022年5月，太阳和日际空间观测卫星(SOHO)上的大角度和光谱日冕仪(LASCO)通过不同的滤镜捕捉到了小行星Phaethon。使用钠敏感的橙色滤镜，左边的图像显示出小行星周围的云和小尾巴，这表明来自小行星表面的钠原子在阳光的作用下发光。而使用尘埃敏感的蓝色滤镜，右边的图像则没有显示出Phaethon的任何迹象，这表明小行星没有产生任何可检测的尘埃。

这些证据表明Phaethon的尾巴是由钠而不是尘埃构成的。

海军研究实验室(NRL)太阳物理学家Karl Battams说：“这项研究真正的价值是我们现在知道了Phaethon的彗星活动不是由尘埃引起的，而是由钠气体引起的。”

然而，这项研究引发了更多的问题。例如，为什么Phaethon会含有大量的钠？它是如何进入Phaethon的？整个太阳系的小天体中是否还有其他含有钠的小行星？这些问题将留给未来的科学家来解答。

本文译自 phys.org，由 八里 编辑发布。

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