太阳天文台显示，小行星的彗星状尾巴不是由尘埃组成的

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这幅插图描绘了小行星法厄同被太阳加热。小行星的表面变得如此之热，以至于法厄同岩石中的钠可能会蒸发并排放到太空中，导致它像彗星一样变亮并形成尾巴。图片来源：NASA/JPL-Caltech/IPAC

一颗奇怪的小行星刚刚变得有点怪异。

我们已经知道小行星3200 Phaethon就像一颗彗星。当它靠近太阳时，它会变亮并形成尾巴，它是每年双子座流星雨的来源，尽管彗星是大多数流星雨的原因。科学家们将法厄同的彗星般的行为归咎于小行星被太阳灼伤时从小行星中逸出的尘埃。然而，一项使用美国宇航局两个太阳天文台的新研究表明，法厄同的尾巴根本没有灰尘，而实际上是由钠气体制成的。

“我们的分析表明，法厄同的彗星状活动不能用任何一种尘埃来解释，”加州理工学院博士生张启成说，他是发表在《行星科学杂志》上的一篇论文的主要作者。

小行星大多是岩石，当它们接近太阳时通常不会形成尾巴。然而，彗星是冰和岩石的混合物，当太阳蒸发它们的冰时，通常会形成尾巴，将物质从表面炸开并沿着它们的轨道留下痕迹。当地球穿过碎片轨迹时，这些彗星碎片在我们的大气层中燃烧并产生一群流星 - 流星雨。

天文学家在1983年发现法厄同后，他们意识到这颗小行星的轨道与双子座流星的轨道相匹配。这表明法厄同是每年流星雨的来源，尽管法厄同是一颗小行星而不是彗星。

2009年，美国宇航局的太阳地球关系天文台（STEREO）发现了一条从法厄同延伸的短尾巴，因为小行星沿着其524天的轨道到达了离太阳（或“近日点”）最近的点。普通望远镜以前没有看到尾巴，因为它只有在法厄同离太阳太近而无法观测时才会形成，除了太阳天文台。 来自太阳和日光层天文台（SOHO）的两小时图像序列显示法厄同（圈出）相对于背景恒星移动。这些图像拍摄于 2022 年 5 月 15 日，当时这颗 3.4 英里宽的小行星冒险靠近太阳，距离 1300 万英里。虽然SOHO定期观测太阳，但它也观测到许多经过太阳附近的物体，包括彗星和小行星。随机的白色斑点是高能粒子或宇宙射线，不断轰击SOHO相机。图片来源：ESA/NASA/USNRL/Karl Battams

STEREO还看到法厄同的尾巴在2012年和2016年后来的太阳能方法中发展。尾巴的外观支持了尘埃在被太阳加热时逃离小行星表面的观点。

然而，在2018年，另一项太阳任务对双子座碎片轨迹的一部分进行了成像，并发现了一个惊喜。美国宇航局帕克太阳探测器的观测表明，这条轨迹所包含的物质远远超过法厄同在接近太阳时可能脱落的物质。

张的团队想知道除了尘埃之外，是否还有其他东西是法厄同彗星般的行为背后的原因。“彗星在非常靠近太阳时经常通过钠发射发出明亮的光芒，所以我们怀疑钠同样可以在法厄同的增亮中发挥关键作用，”张说。

一项基于模型和实验室测试的早期研究表明，在法厄同接近太阳期间，太阳的强烈热量确实可以蒸发小行星内的钠并驱动类似彗星的活动。

为了找出尾巴到底是由什么组成的，张在2022年法厄同最新的近日点上再次寻找它。他使用了太阳和日光层天文台（SOHO）航天器，这是美国宇航局和欧洲航天局（ESA）的联合任务，该航天器具有可以检测钠和灰尘的彩色滤光片。张的团队还搜索了STEREO和SOHO的档案图像，在1997年至2022年间法厄同的18次近距离太阳接近中发现了尾巴。

在SOHO的观测中，小行星的尾巴在探测钠的过滤器中看起来很亮，但在探测尘埃的过滤器中却没有出现。此外，尾巴的形状和法厄同经过太阳时变亮的方式与科学家所期望的完全一致，如果它是由钠制成的，但如果它是由尘埃制成的，则不然。

太阳和日光层天文台 （SOHO） 上的大角度和光谱日冕仪 （LASCO） 在 2022 年 5 月小行星经过太阳附近时，通过不同的滤光片对小行星法厄同进行了成像。在左边，对钠敏感的橙色滤光片显示了这颗小行星，周围有云和小尾巴，这表明小行星表面的钠原子正在响应阳光而发光。在右边，对尘埃敏感的蓝色过滤器没有显示法厄同的迹象，表明这颗小行星没有产生任何可探测的尘埃。图片来源：ESA/NASA/张启成

这一证据表明，法厄同的尾巴是由钠而不是灰尘制成的。

“我们不仅有一个非常酷的结果，颠覆了14年来对一个经过仔细审查的物体的思考，”海军研究实验室的团队成员Karl Battams说，“而且我们还使用来自两个太阳物理学航天器的数据 - SOHO和STEREO - 根本不打算研究这样的现象。

张和他的同事们现在想知道SOHO发现的一些彗星 - 以及作为掠日者项目一部分研究SOHO图像的公民科学家 - 是否根本不是彗星。

“许多其他那些太阳裙状的'彗星'也可能不是通常冰冷的身体意义上的'彗星'，而是像法厄同这样的岩石小行星，被太阳加热，”张解释说。

尽管如此，一个重要的问题仍然存在：如果法厄同没有散落太多尘埃，那么这颗小行星如何为我们每年12月看到的双子座流星雨提供材料？

张的团队怀疑，几千年前的某种破坏性事件——也许是一块小行星在法厄同自转的压力下破裂——导致法厄同喷射出估计构成双子座碎片流的数十亿吨物质。但那件事是什么仍然是一个谜。

更多答案可能来自日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）即将推出的一项名为DESTINY+的任务（星际航行Phaethon fLyby和dUst Science的空间技术演示和实验的缩写）。本十年晚些时候，DESTINY+航天器预计将飞越法厄同，对其岩石表面进行成像，并研究这颗神秘小行星周围可能存在的任何尘埃。

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原标题：《『太阳天文台显示，小行星的彗星状尾巴不是由尘埃组成的》

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