为了观察彗星的形态航天器可以跟随前往太阳的旅程

在太阳系深处，木星和海王星之间，潜伏着数以千计的小冰块和岩石。偶尔，其中一个会撞上木星的轨道，被抓住并扔进太阳系内部——朝向太阳和我们。

这被认为是许多最终经过地球的彗星的来源。一项新研究展示了这个鲜为人知的系统的动态。研究结果包括：航天器可以飞往木星，在木星的轨道上等待，直到这些物体中的一个被地球引力很好地捕获，然后搭上这个物体，实时观察它变成一颗彗星。

“这将是首次看到原始彗星‘开启’的绝佳机会，”芝加哥大学博士后研究员、论文通讯作者达里尔塞利格曼说，该论文已被《行星科学杂志》接受。“它将产生关于彗星如何移动以及为什么移动、太阳系如何形成，甚至类地行星如何形成的信息宝库。”

部分归功于几个主要小行星带的发现，科学家们在过去 50 年里改进了他们关于太阳系如何形成的理论。他们现在设想的是一个更加动态和不稳定的系统——大块的冰块和岩石散落并相互撞击，在太阳系内重新形成和移动，而不是在原地安静地演化的大行星。

这些天体中的许多最终合并成八颗主要行星，但其他天体仍然松散并分散在空间的几个区域中。塞利格曼说：“这些小天体向你展示了太阳系实际上是一个非常活跃、几乎是活生生的地方，它一直处于不断变化的状态。”

科学家们非常熟悉火星附近的小行星带，以及海王星以外的更大的小行星带，称为柯伊伯带。但在木星和海王星之间，潜伏着另一个鲜为人知的天体群体，称为半人马(以神话中的混合生物命名，因为它们的分类介于小行星和彗星之间)。

有时，这些半人马会被吸入太阳系内部并变成彗星。“这些天体非常古老，含有太阳系早期从未融化的冰，”塞利格曼说。“当一个物体靠近太阳时，冰会升华并产生这些美丽的长尾巴。

“因此，彗星之所以有趣，不仅是因为它们美丽;它们为您提供了一种方法来探测遥远太阳系中事物的化学成分。”

在这项研究中，科学家们研究了半人马的数量以及这些天体偶尔变成彗星飞向太阳的机制。他们估计，大约一半的半人马转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。另一半离木星太近，然后陷入其轨道并被抛向太阳系的中心。

后一种机制提出了一种更好地观察这些即将出现的彗星的完美方法：科学家们说，太空机构可以向木星发送一艘航天器，并将其放置在轨道上，直到半人马撞击木星的轨道。然后航天器可以在半人马座前往太阳的过程中搭便车，在它变成彗星时一路进行测量。

这是一个美丽但具有破坏性的过程：随着温度升高，彗星的冰会燃烧掉，从而产生美丽的尾巴。彗星中的冰由不同种类的分子和气体组成，它们在通往太阳的途中的不同点开始燃烧。通过测量这条尾巴，航天器可以了解彗星是由什么组成的。塞利格曼说：“你可以弄清楚典型的彗星冰在哪里打开，以及彗星的详细内部结构是什么，你几乎没有希望通过地面望远镜弄清楚。”

与此同时，彗星表面在升温时会喷发，形成麻坑和陨石坑。“绘制所有这些图表将帮助你了解太阳系的动力学，这对于了解如何在太阳系中形成类地行星等很重要，”他说。

科学家们说，虽然这个想法听起来很复杂，但 NASA 和其他航天机构已经拥有实现它的技术。航天器经常前往外太阳系;美国宇航局的朱诺号任务目前正在拍摄木星的野生照片，只用了大约五年的时间就到达了那里。最近的其他任务也表明，即使物体在移动，也可以访问它们：OSIRIS-REx 访问了 2 亿英里外的小行星，日本的隼鸟 2 号航天器从另一颗小行星带回了少量岩石。