一項研究挑戰了人們對柯伊伯帶天體的固有看法，揭示了它們保留揮發性冰的時間比以前想像的要長得多，從而為彗星演化提供了新的視角。最近發表在《伊卡洛斯》（Icarus）雜誌上的一篇論文介紹了關於柯伊伯帶天體486958 Arrokoth的研究結果，為研究一氧化碳（CO）等揮發性物質在這種遙遠天體中的保存情況提供了新的線索。

來自新視野號太空船資料的柯伊伯帶天體2014 MU69 原始接觸雙星的合成影像。圖片來源：NASA/JHUAPL/SwRI/Roman Tkachenko

由布朗大學塞繆爾-伯奇（Samuel Birch）博士和SETI研究所高級研究科學家奧爾坎-烏穆爾漢（Orkan Umurhan）博士共同撰寫的論文《486958阿羅科斯星內一氧化碳冰和氣體的保留》以阿羅科斯星為研究案例，提出許多柯伊伯帶天體（KBO）–太陽系誕生之初的殘餘物–仍可能保留其原始的揮發性冰，從而挑戰了以往關於這些古老實體進化路徑的觀點。

左圖由多色可見光成像相機（MVIC）拍攝，該相機是新視野號上拉爾夫儀器的一部分。拍攝於2019年1月1日，距離其最近接近僅7分鐘，當時太空船距離地表僅約6,700公里。美國國家航空暨太空總署、約翰霍普金斯大學應用物理實驗室和西南研究院為這項出色的拍攝成果做出了貢獻。右圖顯示了阿羅科斯季節性表皮深度的軌道平均溫度，該溫度是根據Umurhan 等人的2022 年方法計算得出的。比例尺單位為千米，視角方向與左圖類似，向下看向南極。資料來源：美國國家航空暨太空總署、約翰-霍普金斯大學應用物理實驗室和西南研究所

先前的KBO 演化模型需要幫助來預測這些寒冷、遙遠天體中揮發物的命運。許多模型依賴繁瑣的模擬或有缺陷的假設，低估了這些物質可能持續的時間。新研究提供了一種更簡單而有效的方法，將這一過程比作氣體如何透過多孔岩石逸出。它表明，像阿羅科斯這樣的KBO可以將其揮發性冰保持數十億年，形成一種地表下大氣層，從而減緩冰的進一步流失。

「我想強調的是，最關鍵的是，我們糾正了人們幾十年來對這些非常寒冷和古老的天體所假設的物理模型中的一個嚴重錯誤，」Umurhan說。 “這項研究可能成為重新評估彗星內部演化和活動理論的最初動力。”

上述模型是一個多孔碎石堆，由CO 和難熔無定形H2O 冰混合而成，具有特定的孔半徑rp。頂層（棕色）僅在一個軌道上進行熱處理，導致該層CO（包括冰和氣體）的損失。在昇華前緣rb（深藍色）下方，原有的一氧化碳冰體積維持不變。隨著時間的推移，隨著昇華前緣向下移動（模型中向右移動），嵌入無定形H2O 冰基質中的CO 冰開始昇華。產生的氣體（淺藍色表示）隨後充滿孔隙並向上移動，遠離昇華前緣。資料來源：SETI 研究所

這項研究挑戰了現有的預測，為了解彗星的性質及其起源開闢了新的途徑。 KBOs中存在的這種揮發性冰支持了一種引人入勝的說法，即這些天體是”冰炸彈”，它們在改變軌道接近太陽時被激活並表現出彗星行為。

這個假設有助於解釋29P/Schwassmann- Wachmann 彗星的強烈爆發活動等現象，有可能改變人們對彗星的認識。

作為即將進行的CAESAR 任務提案的共同研究員，研究人員正在採用一種全新的方法來了解彗星體的演變和活動。這項研究對未來的探索具有重要意義，同時也提醒人們太陽系的不解之謎正等待著我們揭開。

編譯自: ScitechDaily