流星体的“碎屑痕迹”可能会在潜在的“行星杀手”彗星到达地球前几年揭示它们

新的研究表明，潜在致命的彗星可以通过追踪它们在地球附近留下的流星体轨迹提前很多年被发现。

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一项新的研究表明，很少会掠过太阳的彗星可能会撞击我们的星球，但我们可以利用它们留下的“面包屑”状流星体痕迹来发现它们。

许多彗星相当频繁地访问太阳系，至少在宇宙时间尺度上是如此。例如，哈雷彗星每 76 年就会掠过地球一次，最后一次出现是在 1986 年。

但其他彗星，例如 10 月的A3 Tsuchinshan-ATLAS，访问量要少得多。其中一些诞生于太阳系外缘的天体是长周期彗星 (LPC)，每 200 年或更长时间才会接近太阳一次。

虽然 LPC 可能会吸引天文观测者，但它们对行星防御者来说却是一个挑战。据估计，它们对地球造成的影响可能占所有影响的 6%。然而，真正被发现的能够构成威胁的 LPC 却很少——轨道距离地球约 465 万英里（750 万公里）以内，或地球与太阳之间距离约二十分之一的 LPC。每一颗具有潜在危险的彗星都可能产生强大的冲击力。例如，一颗直径为 0.6 英里（1 公里）的小行星以每秒 30 英里（50 公里）的速度撞击地球，其能量相当于 750,000 兆吨 TNT。

但这项新研究提出了一种探测 LPC 的方法：通过追踪这些天体汉塞尔留下的流星体的“面包屑”痕迹。这是因为当彗星接近太阳时，强烈的太阳热量会蒸发大部分冰。这会将彗星的岩石和尘埃喷射到流星体流中，其路径与彗星的路径平行。另外，“来自长周期彗星的流特别不容易受到较大行星的扰动，”北亚利桑那大学的研究生、该研究的第一作者萨曼莎·赫梅尔加恩 (Samantha Hemmelgarn) 在接受《生活科学》杂志采访时说道。电子邮件。

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如果地球穿过流星体流，一部分可能会以流星雨的形式穿过地球的大气层。这些条纹可以揭示流星体的速度和行进方向，使科学家能够推断流星体并发现母彗星。虽然大多数 LPC 对于当前的天文台来说都太微弱，但即将到来的时空遗产勘测 (LSST)——将使用即将到来的维拉 C.鲁宾天文台的监督——可能会在几年前探测到这些彗星他们构成威胁。不过，具体提前多久尚不清楚。

为了确定这一点并测试他们的理论策略，这项新研究的作者转向了 17 个具有已知母体 LPC 的流星雨。根据每个流星雨的特性，研究人员生成了一堆合成的 LPC——每个流星体流都有一个家族。然后，研究小组实际上将彗星团放置在一定距离，使其亮度足以让鲁宾天文台看到。最后，研究人员将这些合成彗星家族的位置与真实彗星的位置（当它们与人造彗星一样明亮时）进行比较，看看它们的匹配程度。

作者发现，实际母彗星的位置大部分位于合成彗星云内，其中最接近各自人造彗星团的中心。研究人员还发现，反向投影流星体流有助于缩小寻找母彗星的区域。更重要的是，他们发现，当彗星距离数十亿英里远时，将它们识别为地球撞击者，可以提供数年的预警时间。通过这种方式发现大型撞击物可能特别有帮助，可以节省十多年的准备时间。

赫梅尔加恩说，科学家们计划利用这项新研究的技术和来自 LSST 的图像来寻找目前孤立的流星体流的 LPC 父母。她指出，路径与地球相交的 247 条流星体流（在该研究的资深作者彼得·詹尼斯肯斯 (Peter Jenniskens) 与人合着的 2023 年指南中列出）属于此类。

她说：“希望通过 LSST，我们能够比现在更早地探测到地球上穿越轨道的彗星。”

然而，即使这种技术也有局限性。例如，它无法识别出轨道周期超过 4,000 年的危险彗星，赫梅尔加恩说，因为“它们的流星流太稀，无法在地球上检测到。”

该研究已被《行星科学杂志》接受发表，预印本可通过 arXiv 获取。