詹姆斯·韦伯太空望远镜观测一个冰冻的彗星状物体喷射气体
半人马小行星是木星和海王星之间围绕太阳运行的冰冻天体，是太阳系诞生的遗迹。
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艺术家对29P/Schwassmann-Wachmann 1的印象是接触双星喷射气体喷射。
（图片来源：美国宇航局/欧洲航天局/加拿大航天局/Leah Hustak（空间望远镜科学研究所）
通过詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），科学家目睹了太阳系诞生时的原始气体从遥远的彗星状天体——半人马小行星喷射而出。研究团队在《自然》杂志上发表的一项研究中表示，上述观测提供了半人马小行星形成的线索、构成成分以及它们最终如何转变为彗星。
半人小行星曾位于海王星轨道之外的柯伊伯带。然而，与海王星的引力相互作用，甚至偶尔与太阳的近距离接触，会促使半人小行星中的一部分向太阳系内运动，在木星和海王星之间围绕太阳运行。半人小行星运行轨道受木星影响，即木星轨道可以将半人小行星中的一部分拖向太阳，使其成为短周期彗星，在不到200年的时间里围绕太阳运转。
与已观测到500多颗相比，天文学家估计半人马小行星可能多达1000万颗。
美国宇航局戈达德太空飞行中心主导这项研究的博士后研究员Sara Faggi在一份声明中表示，半人马小行星可以被视为我们星系形成过程中的遗迹。“由于它们贮存于极低的温度下，因此保留了太阳系的早期阶段保留了的挥发物信息（诸如水汽这类沸点较低的气体）。”
最著名的半人马小行星之一是29P/Schwassmann-Wachmann 1，每隔六到八周爆发一次。之前的无线电波长观测显示，其一氧化碳气体朝向太阳方向喷射，詹姆斯韦伯的近红外光谱仪（NIRSpec）观测结果则更加丰富。
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詹姆斯·韦伯空间望远镜上的近红外光谱仪观测揭示了，半人马小行星29P第二次一氧化碳喷射朝向北方（相对于太阳系平面而言）。近红外光谱仪还探测到两次之前未被发现的二氧化碳喷射，其朝向分别指向南方和北方。
目前尚未明确这些气体喷射的成因。通常情况下，彗星受太阳热量影响变暖时，形成气态喷射，水冰在彗星表面蒸发和爆裂，形成彗尾，彗星在运行过程中携带这些气体。然而，詹姆斯.韦伯太空望远镜并未发现半人马小行星中有水蒸气存在的证据。对研究人员而言，这种现象很容易理解，因为半人马小行星29P距太阳太过遥远，水冰无法汽化。相反，它仍然处于冻结状态，那么，是什么导致了半人马小行星的气体喷射？
Faggi的研究团队还不能回答这个问题，但半人马小行星29P的细节暗示了一个极为重要的结论，即半人马小行星29P不是一个单独的个体，而是几个已经牢牢粘在一起的星体。这种星体被称为“密接双星系统”，天文学家已发现了越来越多的类似星体。例如，欧洲航天局的罗塞塔观测任务探测到的一个接触双星，67P/Churyumov-Gerasimenko彗星，就如同新视野号航天器在2019年元旦遇到 的柯伊伯带天体Arrokoth一样。
半人马小行星29P距离地球实在太过于遥远，詹姆斯.韦伯太空望远镜也无法观测并分析其内核。但是通过其气体喷射原点的3D计算机建模，可以看出，气体喷射位于半人马小行星29P的不同部位，其不同部位由不同的成分构成。
美国宇航局戈达德太空飞行中心太阳系探索司副主任、研究小组成员Geronimo Villanueva在声明中表示，半人马小行星29P表面的一氧化碳和二氧化碳丰度上存在如此巨大的差异，这表明其极有可能由几块碎片组成。“也许两块融合在一起，形成了半人马小行星29P，它是全然不同的两个星体的混合物，经历了完全不同的形成途径。这挑战了我们对原始类彗星体如何在柯伊伯带中形成和存续的想法。”
小行星、彗星、柯伊伯带天体和半人马小行星都是太阳系形成之初的遗迹，其中大多数已经有45亿年未被触及。因此，我们看到的任何物质都来自太阳系诞生的时代，这有助于我们理解太阳系是如何形成的。
下一步计划，将使用詹姆斯.韦伯太空望远镜更长时间观测半人马小行星29P，看其喷射气体是否改变方向——也许如果半人马小行星29P发生旋转，原有的气体喷射会停止，而新的喷射会发生。
BY:Keith Cooper
FY: 万琳
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