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探索宇宙奥秘 · 理性思考
一颗彗星正在太空中表演高难度的"倒车入库"。
加州大学洛杉矶分校的大卫·朱伊特(David Jewitt)团队重新分析了哈勃望远镜2017年的观测数据。他们发现,木星族彗星41P/Tuttle-Giacobini-Kresak(简称41P/TGK)在近日点后突然调转了自转方向。这颗直径仅500米的小天体,先是让自转周期从20小时延长至53小时,几乎停转,随后反向加速到14.4小时一周。
2017年4月,41P/TGK抵达近日点。这是它离太阳最近的位置,也是观测的最佳时机。
当时的观测显示,彗星的自转在持续减速。但到了同年12月,当彗星再次进入视野,数据却让科学家震惊:自转周期骤降至14.4小时。这意味着彗星不仅加速了,而且方向相反。
朱伊特计算后确认,这颗彗星在2017年6月左右完全停止了自转。随后,它开始反向旋转,且转速不断加快。这种"刹车调头"的现象在彗星中并非孤例,但如此剧烈的变化极为罕见。
驱动这一奇观的是彗星表面的"喷气"现象。
当彗星靠近太阳,冰物质升华形成喷流。这些气体并非均匀喷出,而是像随机开启的火箭推进器。朱伊特指出,这种各向异性的出气产生了反作用力矩,持续给彗核"踩刹车"。
由于41P/TGK的核仅约500米,质量小,惯性矩低,微小的力矩就能显著改变其自转状态。相比之下,直径数公里的大彗星就很难被这种"微风"撼动。
数据显示,该彗星表面的活跃区域比例已从2001年的2.4暴跌至2017年的0.14。这表明其表面正在逐渐固化,挥发性物质减少。
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剧烈的自转变动给41P/TGK带来了生存危机。
根据朱伊特的模型,这颗彗星的轨道寿命约为一万年。但混乱的自转可能在25年内就将其撕裂。离心力可能超过物质间的引力凝聚力,导致彗核解体。
这种"旋转死亡"是小天体演化的常见结局。科学家推测,41P/TGK可能在1500年前被木星引力捕获时体积更大。经过无数次近日点的物质损失和可能的自转分裂,它才缩小到今天的模样。
在这一领域,中国科学家并非旁观者。
随着天问系列任务的推进,中国对小行星和彗星的实地探测能力正在提升。未来,中国科学家有望通过自主探测,获取类似41P/TGK这样活跃小天体的第一手数据。
从20小时到53小时,再到14.4小时,41P/TGK的自转数字变化记录着一颗小天体在太阳系中的挣扎。当它在2028年再次靠近太阳时,我们或许将见证一颗彗星的最终谢幕,或发现它仍在顽强地"倒车"前行。
David Jewitt, Reversal of Spin: Comet 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2602.06403
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