小行星P/2013 P5
近日，哈勃空間望遠鏡發現了一顆奇怪的小行星——P/2013 P5，這一在介于火星和木星軌道之間的奇特小行星，就像一臺宇宙中的草坪灑水器一樣，向太空中噴射出由塵埃構成的6條尾巴。一般人們認為彗星才會有尾巴，小行星是沒有尾巴的，但最近一些觀測顯示小行星也有尾巴，這是否是普遍現象，小行星長尾巴究竟是怎么回事？
有尾巴小行星并不是彗星
小行星長尾巴是否普遍尚無定論
眾所周知，彗星一般有尾巴，那么長尾巴的小行星是不是就是彗星呢？中國科學院國家天文臺研究員王俊杰告訴科技日報記者，雖然都有尾巴，但是小行星和彗星完全是兩種不同的天體。
“小行星是太陽系形成后的物質殘余，是由不規則形狀的巖石和鐵、鎳等金屬組成的固態天體，其體積和質量比行星小得多，類似行星環繞太陽運動。”王俊杰說，太陽系中大部分小行星的運行軌道在火星和木星之間，因此這一地區被稱為小行星帶。由于其中一些小行星的運行軌道與地球軌道相交，因此曾有一些小行星與地球發生過碰撞。
另外，在海王星以外的空間軌道上也分布有小行星，這片地帶被稱為柯伊伯帶。至今為止在太陽系內已經發現了約70萬顆小行星，但這可能僅是所有小行星中的一小部分。有一種推測認為，小行星帶中的小行星可能是一顆神秘大行星的殘骸，這顆行星因在遠古時代遭遇了一次巨大的碰撞而被摧毀。
彗星俗稱“掃帚星”，是太陽系中的一類小天體。“彗星是冰凍物質和塵埃的凝結物，更像是一個‘臟雪球’。”說到這里，王俊杰笑了笑。
彗星的體形龐大，但其質量卻小得可憐，就連大彗星的質量也不到地球的萬分之一。宇宙中彗星的數量極大，但觀測到的僅約有1600顆。
彗星和其他行星一樣繞太陽公轉，但其軌道與行星的軌道很不相同，它的軌道是極扁的橢圓，有些甚至是拋物線或雙曲線。當它靠近太陽時太陽的熱量使彗星物質蒸發，在冰核周圍形成朦朧的彗發和一條稀薄物質流構成的彗尾。由于太陽風的壓力，彗尾總是指向背離太陽的方向。
以前從天文學家的觀測結果看彗星才會有尾巴，小行星是沒有尾巴的。但最近一些觀測事例發現有些小行星也有尾巴，因此，有些天文學家推斷有尾巴的小行星可能是一種普遍現象。
然而，在王俊杰看來，僅僅從目前已觀測的樣本來看，似乎小行星有尾現象并不普遍，這也許是由于這種塵埃尾亮度太弱，并沒有能被以前所用的天文設備大量地觀測到�？傊壳搬槍τ形残⌒行堑钠毡樾詥栴}還不足以給出最終科學的結論。
迅速旋轉、碰撞、表面有冰層
特定條件導致小行星可能長尾巴
“我曾見過太多的彗星，卻從未見過這么奇怪的家伙。”美國馬里蘭州一行星科學家在了解到P/2013 P5有尾巴時如是說。
據他推測，由于照射到這顆旋轉的、不對稱天體上的陽光吸收和再發射效應，P/2013 P5的自傳速率得到加速。如果這種合力使得小行星旋轉得足夠快，則其較低的引力很難能夠保持這顆天體的完整性，并最終導致其表面崩潰，使得塵埃流噴射向宇宙空間。
與這位美國科學家不謀而合，王俊杰也認為這種情況下小行星可能會形成尾巴。
“第二種情況是，小行星間的碰撞導致巖石塵埃拋射會形成尾巴；第三種情況是當小行星在接近表面的位置儲存有冰層時，其被陽光加熱后也能夠形成氣塵尾。”王俊杰說。
然而，在美國科羅拉多州另一科學家看來，這一小行星分裂的情景盡管貌似合理，“但卻遠未得到證明”。他說，如果研究人員能夠測量出P/2013 P5的旋轉速度，或許會更有說服力。他指出，這顆小行星很可能在接近表面的位置儲存有冰層，從而使其在被陽光加熱后能夠形成塵埃一般的尾部。
產生機制、組成、形態各不同
小行星尾巴與彗星尾巴差別很大
既然小行星也可能有尾巴，那么與彗星相比，其尾巴有何不同之處？
“六尾小行星的尾巴和彗星的尾巴有明顯不同。”王俊杰說，首先，兩種尾巴的產生物理機制不同。由于彗星是由冰凍著的各種雜質、塵埃組成的，在靠近太陽時，太陽的熱量使其蒸發、氣化、膨脹、噴發，彗星就產生了長長的彗尾。
而德國研究人員利用模型分析推測，P/2013 P5小行星的6條尾巴與彗星物質被太陽熱量蒸發形成的尾巴不同，它們應該是小行星在太陽光照射下自轉速度加快、表面物質被甩出陸續形成的。
其次，兩種尾巴中的物質形態也不同。王俊杰指出，一般而言，小行星的尾主要由塵埃組成。而典型的彗星含有更大數量的水冰，它們的尾部是由陽光帶來的熱量所產生的水蒸氣以及其他氣體的釋放所形成的，這其中也夾雜著一些塵埃，是氣塵混合尾。
再次，兩種尾巴的形態也各不相同。一般小行星的尾體積不是很大也不是很長。彗星的彗尾則形狀各異，有的還不止一條，且越靠近太陽彗尾就越長， 有些彗尾體積極其巨大，甚至可長達上億公里。“但是，當彗星遠離太陽時，其蒸發的彗尾就慢慢消失，不再存在，我們所能看到的就只是個沒有彗尾的云霧狀的小斑點了。”王俊杰說。
有尾巴小行星早已有先例
最初曾經被天文學家誤認為彗星
天文觀測中，長長的尾巴通常是彗星的標志，小行星也有尾巴這的確讓人匪夷所思。
而更讓人意外的是，六尾小行星P/2013 P5并不是第一顆被天文學家觀測到的有尾巴的小行星。
王俊杰介紹說，早在2010年1月，哈勃空間望遠鏡就曾觀測到一顆名為P/2010 A2的小行星。其直徑約150米，尾巴長度達100萬公里，相當于地球和月球距離的3倍。由于小行星通常沒有尾巴，研究人員最初將其誤認為是一顆彗星。
后來，研究人員借助哈勃空間望遠鏡進行后續觀測時發現，這顆小行星的尾巴不像彗星尾巴由冰和灰塵構成，其主要成分是礫石和灰塵。而且其“無頭”外觀及其位于主小星帶內層的軌道是最不像彗星的，這促使人們提出：它是一個帶尾巴的小行星。與P/2013 P5不同的是，P/2010 A2的尾巴較可能是經由其他小行星撞擊造成的。
同樣是在2010年末，天文學家觀測到小行星Scheila居然有個尾巴，還有個C形的塵埃云環繞，如同彗發一樣，天文學家也認為這是其他小行星撞擊Scheila的結果，后來在Scheila附近發現了一個比Scheila小很多的天體，證實了這個撞擊的推論。
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不僅小行星，行星也可能有尾巴
2010年，美國航空航天局宣布，他們觀察到一顆太陽系外編號為HD 209458b的行星由于太過靠近其母恒星以致其大氣層被吹跑，并在其后方形成一條發光的尾巴。
“從2003年開始，科學家們便已經從理論上推算出這一行星的質量損失已經轉化為了一條氣體尾，自那以后科學家們便一直在進行計算以便進一步確認。” 這項研究的負責人、科羅拉多大學的天文學家杰弗里·林斯基說，“我們觀測到氣體以某一特定速率離開該行星，其中有大量氣體以每小時約35400公里的速度向地球飛馳而來。”
HD 209458b的質量只比木星小一點，公轉一周的周期僅為3.5天，其距離母恒星的距離大約為700萬公里，這比木星和太陽之間的距離小100倍，在這樣近的距離下，HD 209458b的大氣溫度高達約1093攝氏度。過去的研究結果顯示，可能是由于星風劇烈沖擊導致氣體剝離該行星并形成了彗星狀氣體尾。由于強大的星風沖擊，該行星每秒損失10000噸氣體。最終其整個大氣層都將消失殆盡，只剩下熔融的巖漿核。即便如此，這顆行星在很長一段時間內仍然不會被毀滅掉。
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