追上半人马天体“读取”太阳系形成演化历史信息

  相比于常见的木星族彗星,由于半人马天体长期在柯伊伯带,受到的太阳辐射较少,所以包含的物质更为原始,因此研究半人马天体可以帮助我们更好地研究太阳系的物质分布和演化。

  史建春 中国科学院紫金山天文台副研究员

  在木星轨道和海王星轨道之间,潜伏着数以万计由冰块和岩石组成的小天体。这些小天体偶尔会受到木星引力扰动的影响,被抛入太阳系内部,飞向太阳和地球。

  这类小天体被认为是许多木星族彗星和近地彗星的来源,由于其同时具有小行星和彗星的特征,因此被命名为半人马天体。

  近日,据国外媒体报道,美国芝加哥大学的科学家称这些邻近木星的半人马天体或能为揭晓太阳系奥秘提供重要线索。研究人员称,通过深入分析半人马天体,他们发现太阳系实际上是一个充满活力的行星系统,并且一直处于变化状态。

  半人马天体来自何处?它能告诉我们更多有关太阳系的秘密吗?

  又远又小造成观测困难

  太阳系的形成始于46亿年前的一片原始星云,后经吸积、聚合、演化,星云内的原始物质有的合并成了八大行星,有的仍然松散分布在太空的几个带状区域。

  这些带状区域内的小天体是太阳系早期演化遗留下的证据,太阳系中的绝大部分小行星,是原始太阳星云的星子,这些星云在太阳形成初期就存在了。

  位于海王星轨道之外的柯伊伯带便是这样一个区域,其中大约有10万个直径超过100千米的天体,柯伊伯带内的天体主要由冻结的低沸点混合物构成,主要成分是水、氨和甲烷。在火星与木星之间也存在一个小行星带,这里的天体主要是由岩石和金属构成。

  相较于这两个小行星带,木星和海王星之间的半人马天体群,人类了解的还不多。

  “半人马天体是指轨道半长轴和近日距都在木星轨道和海王星轨道之间的一类小天体。大部分半人马天体起源于柯伊伯带。近几百万年,它们的轨道发生了变化,成为如今的半人马天体。”中国科学院紫金山天文台副研究员史建春告诉科技日报记者,目前人类已经发现了452颗半人马天体,第一颗被发现的半人马天体名为“944 Hidalgo”,于1920年由德国科学家发现,目前最大的半人马天体“10199 Chariklo”直径约260千米,于1997年由美国科学家发现。

  约一个世纪的光阴,为何只有452颗半人马天体被人类“捕获”踪迹?史建春解释:“半人马天体距离地球比较远,近日点在木星轨道外,也就是说,距地球最近的时候也在木星轨道外,再加上体积一般比较小、亮度比较暗,所以比较难发现。”

  此外,半人马天体是柯伊伯带天体和木星族彗星之间的过渡天体,它的轨道区域在动力学上是不稳定的。“半人马天体的轨道容易受到巨行星如木星的引力扰动,轨道发生变化。”史建春说。

  半人马天体可提供“独特”线索

  史建春介绍,一些半人马天体会呈现出类似彗星一样的活动性,会有彗发和彗尾。

  彗星一般由彗核、彗发、彗尾3部分组成。彗核由冰物质构成,当彗星接近太阳时,彗星物质升华,在冰核周围会形成一团看起来毛茸茸的彗发和一条长长的彗尾。

  “因为半人马天体长期在木星之外,所以附着在天体上的挥发性成分较多,如一氧化碳冰和二氧化碳冰,当温度升高易挥发气体冰升华后,裹挟在天体表面的尘埃就会被释放出来,经太阳光反射,形成了我们看到的类似彗星的彗发和彗尾。”史建春介绍道。

  据媒体报道,在此次研究中,美国芝加哥大学的博士后研究员、该论文的通讯作者塞利格曼说:“这些物质非常古老,包含着太阳系早期从未被融化过的冰。彗星之所以有趣,不仅是因为它们很漂亮,还因为它们可以为人类提供一种探测遥远太阳系物质化学成分的方法。”

  在史建春看来,与普通彗星不同的是,半人马天体的特质,为我们研究太阳系的演化,提供了“独特”的线索。

  “相比于常见的木星族彗星,由于半人马天体长期在柯伊伯带,受到的太阳辐射较少,所以包含的物质更为原始,因此研究半人马天体可以帮助我们更好地研究太阳系的物质分布和演化。”史建春说,此外由于半人马天体的近日距在木星轨道外,温度较低,其活动机制与木星族彗星不同。木星族彗星的活动机制是水冰升华驱动,而半人马天体的活动机制是由气体冰的升华驱动,不能用水冰的挥发驱动来解释。因此,通过研究半人马天体,科学家可以比较水冰升华驱动和气体冰升华驱动彗星活动性的异同。

  据媒体报道,在此次研究中,科学家研究了半人马天体的数量,以及这些天体偶尔会成为飞往太阳的彗星的机制。他们估计,大约一半的半人马彗星是通过与木星和土星的轨道相互作用而被推入太阳系内部的;另一半由于太靠近木星,被困在木星的轨道上,然后因木星引力扰动的影响被甩向太阳系的中心。

  后一种机制为更好地观察这些即将成为彗星的半人马天体,提供了一个完美的方法,正如这项研究所提出的,向木星发射一艘宇宙飞船,让它在木星轨道上运行,直到半人马天体穿越木星的轨道。然后宇宙飞船可以在半人马天体朝太阳飞去、变成彗星的过程中进行观测。

  实现“守株待星”并非难事

  这种“守株待星”的想法并非异想天开。“在木星轨道上等待半人马天体的方法确实可行。”史建春认为,人类目前的航天发射技术已经相当成熟,派遣飞船抵达木星并不困难。

  目前,人类已有多个航天器飞往外太阳系;美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺”号航天器,只花了大约5年时间就到达木星,目前正在拍摄木星的照片。

  此外,即使在小天体移动时,人类也有可能访问它们。例如,美国“奥西里斯-雷克斯”探测器访问了2亿英里外的贝努小行星;日本的“隼鸟2号”探测器从另一颗小行星“龙宫”上带回了一些岩石样本。

  “不过这并不是唯一的彗星观测方案,根据具体科学目标可制定不同的观测方案,如对于著名的半人马彗星29P/Schwassmann-Wachmann,也可单独设计轨道进行绕飞观测。”史建春说。

  这将是一个富有想象力的画面:彗星中的冰由不同类型的分子和气体组成,它们在到达太阳的过程中在不同的点开始燃烧;航天器就飞行在彗星身边,它“看着”彗星的形成过程,并通过测量彗尾了解彗星是由什么组成的。

  塞利格曼表示,通过这种方法,科学家可以弄清楚典型的彗星冰层在什么时候开始燃烧以及彗星的详细内部结构,从地面望远镜中弄清楚这些的希望非常小。

  同时,彗星的表面也会随着温度的升高而发生喷发,形成陨石坑等。塞利格曼表示,了解这些现象,将帮助科学家更好的了解太阳系。这对理解太阳系中如何形成类地行星等事情很重要。

  史建春对此也有同样的看法,他认为:“通过跟踪、观测一颗半人马天体从小行星变成彗星、发育出彗发和彗尾的过程,有助于研究彗星的活动机制和早期太阳系中水和其他物质的成分分布,进而揭示太阳系的形成和演化历史。”

  来源:科技日报

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1-1!回到老样子的米兰德比!德弗赖摆乌龙,恰尔汗奥卢倒戈进球!

国际米兰在近10次的联赛米兰德比中只输一场,其他9场6胜3平,国米则是在近3次AC米兰主场进行的德比战都取得胜利,即便AC米兰近几年正在缓步复兴,但是面对财力及球员阵容明显优于自己的国际米兰,这些年间在德比战中AC米兰可以说是灰头土脸。

今年开始情况有改变了,国米的金主苏宁集团已经宣布因财务问题会退出球队经营,国米也想卖球员变现,这个夏天他们是将卢卡库卖给切尔西了,预期未来应该还会再有卖人,而AC米兰则是趁势而起,这两个赛季一开始靠着伊布大显神威,之后则是皮奥利的战术及调整球员让米兰在联赛的战绩一直都不错。

AC米兰排出4231,中后卫西蒙·凯尔、菲卡约·托莫里,边后卫卡拉布里亚、福德·巴洛-图雷,后腰桑德罗·托纳利、弗兰克·凯西,前腰拉德·克鲁尼奇,两翼布拉西姆·迪亚斯、拉斐尔·莱奥,前锋伊布。

国米则是352,中后卫斯特凡·德弗赖、米兰·什克里尼亚尔、巴斯托尼,边后卫伊万·佩里西奇、马特奥·达米安,后腰尼科洛·巴雷拉、马塞洛·布罗佐维奇,前腰哈坎·恰尔汗奥卢,前锋哲科、劳塔罗·马丁内斯。

米兰的左后卫特奥·埃尔南德斯不能上场,由福德·巴洛-图雷替代,国米今年换帅,由于孔蒂不满球队在去年夺冠后却要开始卖掉主力球员的策略而离去()现在孔蒂接任热刺主教练),国米请来小因扎吉担任主帅。

小因扎吉是不错的教练,他的风格比较偏向进攻,国米的这个352实际上也是偏进攻并且大幅强化边路的,他把边锋伊万·佩里西奇摆在左边,令其在攻击上维持边锋形式,伊万·佩里西奇也能在边路大破坏,而中路的尼科洛·巴雷拉与马塞洛·布罗佐维奇依然固守中路,将哈坎·恰尔汗奥卢推向前方给予两个前锋送球。

国米实际上给出的压力相当大,米兰一开始就在挨打,毕竟米兰防线上现在就是西蒙·凯尔可靠,菲卡约·托莫里只能算普通,卡拉布里亚的防守不算特别好,而特奥·埃尔南德斯不在阵对米兰左路的防守影响太大了,福德·巴洛-图雷从一开始就守不住活跃的马特奥·达米安。

米兰的两翼都遭到国米的压力,在第7分钟就因为弗兰克·凯西回到防线上拿球,但立即遭到国米一涌而上的包围,弗兰克·凯西稍微犹豫就已经无路可走,他竟转身带球跑回禁区内,这时哈坎·恰尔汗奥卢上来抢球,原本第一下哈坎·恰尔汗奥卢动作有点大,但跟着弗兰克·凯西竟然与他的脚绊在一起将其拐倒,立刻被判罚点球,哈坎·恰尔汗奥卢将球罚进,国米一开始就领先。

弗兰克·凯西近期的状态不是很好,这时他比较粗野的球风开始变成缺点,他最近在欧冠吃到红牌或是失误常与他的动作有关系,粗野没什么问题,但要能控制在犯规边缘才是这种工兵的精随。

16分时米兰靠着桑德罗·托纳利在前场左路的定位球,他开得刚刚好落在禁区9码处,菲卡约·托莫里想跳起争顶但没顶到,不过他影响了身后斯特凡·德弗赖的视线导致球往他头上掉的时候他没办法完全将球顶走,那个角度反而很诡异地形成头球攻门,门将萨米尔·汉达诺维奇无法反应,米兰追成1比1平手。

但米兰的问题还在继续,24分时,国米在中路取得完全的大空位,哈坎·恰尔汗奥卢很漂亮的一脚传向右路,这时马特奥·达米安冲上来拿球,可是早就在位置上的福德·巴洛-图雷在路线上的选择完全错误,他步伐也乱掉,看起来像是跑开给达米安拿球,最后福德·巴洛-图雷被迫在禁区内铲倒马特奥·达米安,再度被判罚点球。

这球由劳塔罗·马丁内斯主罚,结果米兰门将西普里安·塔塔鲁萨努竟然将球扑出,米兰逃过一劫。

到这边米兰已经完全失去上半场主动权,皮奥利将布拉西姆·迪亚斯调向右翼,拉德·克鲁尼奇打前腰插上帮助伊布的战术显然完全没有用,布拉西姆·迪亚斯一直不见人影,国米在这一路让伊万·佩里西奇回防的作用极大,米兰等于组织战的左路被破坏掉,连带造成伊布与拉德·克鲁尼奇都拿不到球也没作用,而且拉斐尔·莱奥这两周状态不怎么样,米兰只能靠他一路突进到前场,但跟着他无法内切,只能起高球传中,与伊布的配合也不好,空中球一直被国米清掉拿到反击机会。

球队整体节奏乱掉,弗兰克·凯西的跑位也因为他状态不佳而相当混乱,桑德罗·托纳利一直有在调度分球,但前场控制权并不稳定,他一上前时常常会被打反击,这后场只剩后卫的中场全空状态,就让哈坎·恰尔汗奥卢完全自由,他传球传得很自在,米兰的拉德·克鲁尼奇与桑德罗·托纳利之间的连接遭到马塞洛·布罗佐维奇与尼科洛·巴雷拉切断,所以只能传到边路,偏偏边路没作用,福德·巴洛-图雷的大失误看得出来他还不够稳定。

要不是因为担任主要射手任务的劳塔罗·马丁内斯状态差得很,不然国米上半场绝对可以领先,恐怕还不止领先一球。

中场休息时皮奥利直接换掉了福德·巴洛-图雷,派上皮埃尔·卡卢卢在左后卫,跟着在59分时再上萨勒梅克斯与雷比奇,换下了拉德·克鲁尼奇和拉斐尔·莱奥,直接改打硬的来又冲又抢,这样才与国米僵持住局面,71分更是换下了很累的桑德罗·托纳利再上贝纳塞尔,最后84分撤下拉德·克鲁尼奇换上巴卡约科,这种不管三七二十一的全面猛冲,让米兰的最前线从中央到两翼都有攻击手在硬压,国米的三后卫渐渐抵受不住,只能让边后卫后退,这样一来最重要的边路攻击消失,国米才停止进攻。

由于米兰在前场加了太多人,尼科洛·巴雷拉与马塞洛·布罗佐维奇搞得不晓得该防谁了,小因扎吉后来也把体力消耗的尼科洛·巴雷拉换掉用比达尔代替,他也让攻击阵对位换人,但米兰在前场的狂压令国米防线快支持不住,无法给予前场进攻支援,所以小因扎吉的换人最终没有发挥作用,下半场最后十五分钟都是米兰在攻,不过也无法再取得进球,伊布只有几次可以好好拿球,虽然他有过定位球几乎破门,但米兰给他的机会并不够,国米后场也没有漏给他空间。

最终两队以1比1战平,米兰近期的意甲的七连胜终结!

米兰虽然停止连胜了,但本季他们的势头看来仍然强劲,整体来说能够在近几年老是吃瘪的米兰德比中战平已经很不错,他们并没有让国米追上积分差距,国米仍在第三位,而米兰也依然与那不勒斯同积32分,以净胜球差居于第二!


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