有一種天體既是彗星,又是小行星。
藝術家描繪的“法厄同”。NASA / JPL-Caltech / IPAC
每年12月中旬是雙子座流星雨的爆發期。2021年的雙子座流星雨極大期出現在北京時間12月14日15時前后,屆時出現在天頂的流星可以達到每小時150顆。唯一可惜是極大期出現時我們這里是白天。但是假如這兩天晚上天氣好,應當也能夠看到。雖然月色太好,明亮的月光會淹沒掉一部分較暗的流星。但是只要有耐心,等后半夜月落之后再出來觀賞也未為不可。雙子座這兩天都會在晚上七八點鐘從東北方升起,月落時正好移動到天頂附近。
我們關注雙子座流星雨不僅僅是為它是每年流星雨的壓軸戲,還因為它的母體和一般的流星雨母體不太一樣。
“法厄同”(Phaethon),這個名字熟悉嗎?是的,它是希臘神話中太陽神之子,也是雙子座流星雨母體小行星的名字。
大多數流星雨的母體是彗星。因為彗星比較松散,比較容易產生碎片。但雙子座流星雨的母體卻是一顆小行星。嚴格地說,“法厄同”(全名是“3200法厄同”)是一顆帶有彗星特點的小行星。
“法厄同”不含冰,不能叫彗星。但是它接近太陽的時候卻也會像彗星一樣變亮,而且還會長出一條尾巴。
一直以來人們都無法理解“法厄同”的這些詭異行為。不過根據NASA科學家的觀點,“法厄同”之所以帶有彗星的特點,是因為它在靠近太陽的時候,會產生鈉的蒸汽。
“法厄同”沿著一條橢圓形的軌道圍繞太陽運行,公轉周期是524個地球日。它離太陽最近的時候可以進入水星軌道以內。在此期間,它的表面溫度可以達到750攝氏度以上。
如此高的溫度導致“法厄同”表面原本可能擁有的水、二氧化碳或一氧化碳等易揮發物在很久以前就已經消失殆盡。但是這個溫度接近鈉的沸點,而許多小行星的鈉元素蘊藏量都很豐富。
通過分析雙子座流星的光譜人們發現,雙子座流星的鈉元素含量很低。此前人們假設,形成雙子座流星的碎片在離開它們的母體后,因為某種原因失去了鈉。但是根據最新的研究結果,在這些碎片在從母體身上剝離下來的過程中,正是鈉起到了關鍵作用。
“法厄同”每次靠近太陽,它所含有的鈉都會因為受熱而汽化。這一過程反復進行后,其表面的鈉已經不復存在,但小行星內部的鈉依然充沛。鈉受熱汽化后會通過小行星表面的裂縫向外噴射,并在此過程中將小行星表面的巖質碎片帶入太空。
藝術家描繪的“法厄同”。Heather Roper
“法厄同”身上的謎團還不止這些。它的顏色也讓天文學家頗感疑惑。許多小行星是灰色的,或是紅色的,而“法厄同”卻是藍色的。而且,“法厄同”的藍是稀有的藍色小行星中最藍的那種。
“法厄同”的公轉軌道也和一般的小行星不一樣。彗星的軌道大多是橢圓形的,高度偏心;而小行星更接近正圓。但“法厄同”的軌道卻和彗星軌道極為相似,是一個狹長的橢圓形。“法厄同”的近日點距離太陽只有2090萬千米,不足水星和太陽距離的一半。不愧為太陽神之子。
“法厄同”還被歸為有潛在威脅性的小行星。被歸為這一類的小行星并不意味著它們已經被確認對地球有威脅,而是表明它們個體較大,且會周期性地靠近地球。“法厄同”的直徑達到了5.8千米左右。所幸“法厄同”在可以預見的未來并不會和地球相撞。上一次“法厄同”接近地球的時間是2017年,下一次則將是2093年。屆時它和地球的距離是月球和地球距離的大約26倍。
“法厄同”的發現過程也很有意思。它是人造衛星發現的。1983年科學家在分析衛星紅外數據時發現太空里有一個移動的物體,隨后通過可見光觀測確認它是一顆小行星。
“法厄同”還是第一顆與特定流星雨相關的小行星。基于“法厄同”的奇異特性,起初人們視其為同時帶有彗星和小行星特點的混合型天體,后來又稱其為巖質彗星。
“法厄同”的軌道。SkyandTelescope.com
參考
3200 Phaethon: The Geminid’s mysterious parent object
https://earthsky.org/astronomy-essentials/rock-comet-3200-phaethon-geminid-meteor-shower/