一项新的研究正在改变科学家们对太阳系远端遥远物体的认知，首先是一个名为“太空雪人”的物体。
布朗大学和 SETI 研究所的研究人员发现，这个双叶天体的正式名称为柯伊伯带天体 486958 Arrokoth，外形酷似雪人，其内部深处可能储存着数十亿年前该天体首次形成时的古老冰。但这只是他们发现的开始。
研究人员使用他们开发的新模型来研究彗星如何演化，他们认为这种坚持不懈的壮举并不是阿罗科斯独有的，而是来自柯伊伯带的许多天体——柯伊伯带位于太阳系的最外层区域，可以追溯到早期大约 46 亿年前太阳系的形成——可能还含有它们形成的古老冰。
布朗大学行星科学家、研究人员之一萨姆·伯奇 (Sam Birch) 表示：“我们在工作中通过一个相当简单的数学模型证明，可以将这些原始冰长时间锁定在这些物体的内部深处。”该论文的共同作者。“我们社区的大多数人都认为这些冰应该早已消失，但我们现在认为情况可能并非如此。”
Birch与合著者 Orkan Umurhan(SETI 研究所的高级研究科学家)在《伊卡洛斯》杂志上描述了这项工作。
到目前为止，科学家们很难弄清楚这些太空岩石上的冰随着时间的推移会发生什么变化。这项研究对广泛使用的热演化模型提出了挑战，这些模型未能解释像一氧化碳一样对温度敏感的冰的寿命。研究人员为这项研究创建的模型解释了这种变化，并表明这些物体中高度挥发性的冰的停留时间比之前想象的要长得多。
“我们基本上是说阿罗科斯太冷了，以至于更多的冰要升华——或者直接从固体变成气体，跳过其中的液相——它首先升华成的气体必须通过它的多孔向外传播，海绵状的内部，”伯奇说。“诀窍是，为了移动气体，你还必须升华冰，所以你得到的是多米诺骨牌效应：阿罗科斯内部变得更冷，升华的冰更少，气体移动更少，它变得更冷，等等。最终，一切都有效地关闭了，你只剩下一个充满气体的物体，并且正在慢慢地流出。”
这项工作表明，柯伊伯带天体可以充当休眠的“冰炸弹”，将挥发性气体保留在其内部数十亿年，直到轨道变化使它们更接近太阳并且热量使它们不稳定。这个新想法可以帮助解释为什么柯伊伯带的这些冰冷物体在第一次接近太阳时会如此猛烈地喷发。突然间，它们内部的冷气体迅速加压，这些物体演变成彗星。
“关键是我们纠正了人们几十年来对这些非常寒冷和古老的物体所假设的物理模型中的一个严重错误，”伯奇的论文合著者乌穆尔汉说。“这项研究可能是重新评估彗星内部演化和活动理论的最初推动者。”
总而言之，这项研究挑战了现有的预测，并为理解彗星的性质及其起源开辟了新的途径。Birch 和 Umurhan 是 NASA 彗星天体生物学探索样本返回 (CAESAR) 任务的联合研究员，该任务旨在从 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星获取至少 80 克的表面材料，并将其带回地球进行分析。
这项研究的结果可以帮助指导 CAESAR 的探索和采样策略，帮助加深我们对彗星演化和活动的理解。
“这些原始物质很可能被锁在整个外太阳系的小天体中——这些物质正等待着我们观察它们，或者处于深度冷冻状态，直到我们能够取回它们并将它们带回家地球，”伯奇说。
