行星生物圈真实版（小行星变身之谜）

“我身后有尾巴”

近期行星科学界可谓是新闻不断。

2019年2月20日，NASA公布了一张小行星的照片吸引了大众的眼球。是冥王号（OSIRIS-Rex）探测器拍到了贝努小行星正在往外抛射石头...……

▲贝努的表面在向外喷射粒子羽流，1月19日拍摄（图：NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin）

接着3月27日，夏威夷大学等单位的一众天文学家们，在预印本网站论文的时候，类似的发现又激起了热烈的讨论。这篇论文研究的对象叫Gault小行星，编号6478。其实在1月7日，Gault小行星带着“尾巴”的一张照片就刷爆了天文学界。虽然现在刚刚进入4月，Gault小行星已经基本锁定了2019年小行星热搜第一名。

但往外抛射东西，这不是彗星的拿手好戏吗？要知道“尾巴”是彗星最重要的特征。

这样的特征自古就有认识，在中国古代就将彗星记录为扫帚星，而且在甲骨文中也能很形象地显示彗星最重要的特征：彗尾。观测过彗星的朋友都不难发现，彗星朦朦胧胧、带着尾巴的形态与普通的星星有明显的差异。

彗的甲骨文（图：漢語多功能字庫）

这并不是天文界第一次观测到带有彗星特征的小行星，甚至有一类小行星单独就被分类为活跃小行星——即不安分的、有时会呈现出彗星特征的小行星。目前在册的活跃小行星大约有20颗，他们中的许多后来都被分类为了彗星，只有在不活跃的时候看起来比较像小行星。

活跃小行星之中比较著名的，是2010年活跃的第596号小行星Scheila。这颗直径100千米的小行星在1906年就已经被发现了，但从来都没有出现过彗星特征。直到2010年突然被观测到出现了彗发和彗尾，究竟它是彗星还是小行星，一时间讨论甚嚣尘上。

596号Scheila（图：Wikipedia）

后来包括哈勃望远镜、雨燕卫星等的一众望远镜对其做了细致观测，确定这一彗星特征是由另一颗直径30米的未知小行星撞击造成的，并正式给596号小行星发了小行星身份证。这次事件也吊起了天文学家的胃口，大家都希望能看到更多的活跃小行星。

但是小行星常有，cosplay不常有。小行星想要cosplay出彗星的样子也必须要遵循严格的物理机制。

一晃9年过去了，我们终于等到了，又一颗明亮的小行星出现了明显的彗星特征。这颗小行星就是6478号小行星Gault，直径大约2-10千米，1998年由帕洛玛天文台发现。直径范围如此不精确的原因在于我们缺乏对这个小行星的光谱分类观测和红外观测，以至于对该小行星的反照率仍一无所知，自然也就很难推测出其大致的直径了。

那么现在的问题来了，原本只属于彗星的尾巴，怎么安在了小行星6478上面呢？于是天文学家们动用了各种神器去观测这颗特殊的小行星。

在发现该小行星存在彗星特征之后，以Jan T. Kleyna为首的一众科学家（我们简称K队）利用了位于夏威夷口径3.6米的加法夏望远镜(CFHT)、口径2.4米哈勃空间望远镜（HST）、位于印度口径2米的喜马拉雅-钱德拉望远镜(HCT)对6478小行星做了细致的观测。

首先他们翻查了历史观测，发现小行星在2018年12月初的图像中就已经出现了“彗尾”，而它在2010年至2018年都未曾出现过彗星特征。根据对小行星的“彗尾”观测发现，组成彗尾的尘埃在2018年10月26日左右就已经被小行星喷射出来，在一共两次的喷发当中，小行星至少喷发出了700万吨的尘埃，大小从30微米至2毫米之间。

随后K队分析了总时长14小时的观测数据，发现6478小行星存在一个2小时的自转周期。这一结果是小行星出现彗星特征之后观测得出的，因此观测结果不可避免地会受到“彗发”的影响。若这个自转周期真实存在的话，2小时的自转周期对于一个公里级别的小行星而言是相当快的。根据过往的观测认为，千米级的小行星都是由一堆小石头聚合而成的碎石堆，这样的小行星结构松散，内部充满的了空隙。自然难以承受快速自转产生的离心力，小行星表面物质挣脱自身引力并飞向太空以至于土崩瓦解就变成了必然的事情。K队认为这很有可能就是为什么我们能看到6478小行星长尾巴的原因。

与此同时，加州理工学院的叶泉志博士领导的另一个团队（我们简称Y队）也进行了关于6478(Gault)小行星的研究，并提出了另外一种可能。

Y队认为，对于公里级别的小行星而言，在整个小行星带中出现因为转速过快而瓦解的现象，大约是每一万年至一百万年发生一次，因此6478小行星因转速过快而瓦解的概率极低。

相对而言，6478小行星的彗星特征也有可能是因为两个天体合并产生的。在小行星中，有的小行星并不是孤单一“星”，目前已发现的带有卫星的主带小行星就有160颗。天文学家把这种带有卫星的小行星也称作双小行星，而理论预计主带小行星中有大约15%的都是双小行星。双小行星中较小的那颗卫星会受到太阳辐射压的影响，产生一个微小的力矩，这会让小行星卫星与主星之间的距离变大或是变小，这被称为BYORP效应。Y队猜测，在长期的作用下，BYORP效应可能让6478小行星的卫星与主星的距离越来越小，两星最终在去年年底合并在了一起，变成了一颗小行星，并产生了现在我们看到的现象。

小行星87 Sylvia（林神星），拥有两个卫星（图：Wikipedia）

而在整个小行星带中，这样的事件大概多久发生一次呢？理论预计大约十年就会发生一次。这可比前一种猜测的百万年一次的概率大多了，因此双小行星合并也是可以解释6478小行星的彗星特征的。

6478小行星是以陨石坑研究方面的大牛——美国行星地质学家唐纳德•高尔特（Donald Gault）的姓氏命名。在K队和Y队的论文发表之前，天文学家们曾推测6478的活跃可能是天体撞击导致，毕竟以前也有几个活跃小行星是由天体撞击造成的。若真是因其它小行星撞击而导致的彗星现象，那无疑是对这位老天文学家的最好的缅怀了。但是当第二、第三条“彗尾”产生之后，天体撞击的可能就被排除了，毕竟一颗小行星短时间内接二连三遭到撞击的概率实在太低。

不过对于小行星瓦解概率的理论估算，也受到我们对于太阳系认知的局限，存在很大的误差。例如在2013年就曾经发生过一次小行星转速过快导致瓦解的现象。所以也许小行星瓦解这一事件并不像我们预测的那么罕见。

就目前来说，小行星自转速度太快导致瓦解，以及双小行星合并，这两个解释都可以说得通为什么6478出现了三条“彗尾”，至于真相如何，就有待后续的观测和更多的线索了。

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