我們已經知道小行星3200法厄同像一顆彗星。厄同當它靠近太陽時，彗星它變亮并形成一條尾巴，般的不由它是尾巴一年一度的雙子座流星雨的來源，盡管彗星是塵埃成大多數流星雨的原因。科學家將法厄同的構成彗星般行為歸咎于小行星被太陽烤焦時逃逸的塵埃。然而，鈉氣一項使用美國宇航局兩個太陽天文臺的體組新研究揭示，法厄同的小行星法尾巴根本不是灰塵，而是厄同由鈉氣體組成的。
“我們的彗星分析表明，法厄同的般的不由類彗星活動無法用任何一種塵埃來解釋，”加州理工學院博士生張企程說，尾巴他是塵埃成發表在《行星科學雜志》上的一篇論文的第一作者，該論文報告了這一結果。
這幅插圖描繪了被太陽加熱的小行星法厄同。小行星的表面變得如此之熱，以至于法厄同巖石中的鈉很可能蒸發并排放到太空中，導致它像彗星一樣變亮并形成尾巴。鳴謝:美國宇航局/JPL加州理工學院/IPAC
小行星大多是巖石，當它們接近太陽時通常不會形成尾巴。然而，彗星是冰和巖石的混合物，當太陽蒸發它們的冰時，通常會形成尾巴，將它們表面的物質炸開，并沿著它們的軌道留下痕跡。當地球穿過碎片軌跡時，這些彗星碎片在我們的大氣層中燃燒，產生一群流星——流星雨。
1983年天文學家發現法厄同之后，他們意識到這顆小行星的軌道與雙子座流星的軌道相匹配。這表明法厄同是年度流星雨的來源，盡管法厄同是一顆小行星而不是彗星。
這是來自太陽和日光層天文臺(SOHO)的兩個小時的圖像序列，顯示法厄同(圓圈)相對于背景恒星移動。這些圖像拍攝于2022年5月15日，當時這顆3.4英里寬的小行星冒險靠近太陽，距離1300萬英里。雖然SOHO經常觀察太陽，但它也觀察許多經過太陽附近的物體，包括彗星和小行星。這些隨機的白色斑點是高能粒子，或者說是宇宙射線，它們不斷地轟擊著SOHO相機。鳴謝:歐空局/美國航天局/美國國家研究實驗室/卡爾·巴塔姆斯
2009年，美國宇航局的日地關系天文臺(STEREO)在這顆小行星沿著其524天的軌道到達其與太陽最近點(或“近日點”)時，發現了一條從法厄同延伸出來的短尾巴。常規望遠鏡以前沒有看到過尾巴，因為它只在法厄同離太陽太近而無法觀測時形成，除非用太陽觀測臺。STEREO還看到Phaethon的尾巴在2012年和2016年接近太陽時發展起來。尾巴的出現支持了一個想法，即當被太陽加熱時，塵埃正在逃離小行星的表面。
然而，在2018年，另一項太陽任務對雙子座碎片軌跡的一部分進行了成像，并發現了一個驚喜。美國國家航空航天局的帕克太陽探測器的觀測表明，這條軌跡包含的物質比法厄同在接近太陽時可能釋放的物質要多得多。
張的團隊想知道法厄同彗星般的行為背后是否有除了塵埃以外的其他東西。“彗星經常在離太陽很近的時候發出明亮的鈉光，所以我們懷疑鈉也可能在法厄同的發光中起到關鍵作用，”張說。
一項基于模型和實驗室測試的早期研究表明，在法厄同接近太陽期間，太陽的高溫確實可能蒸發小行星內的鈉，并驅動類似彗星的活動。
為了弄清楚這條尾巴到底是由什么組成的，張在2022年法厄同最近一次到達近日點時再次尋找它。他使用了太陽和日光層天文臺(SOHO)航天器——美國宇航局和歐洲航天局(ESA)的聯合任務——該航天器具有可以檢測鈉和塵埃的彩色濾光片。張的團隊還搜索了STEREO和SOHO的檔案圖像，在1997年至2022年Phaethon接近太陽的18次過程中找到了尾巴。
在SOHO的觀測中，小行星的尾巴在檢測鈉的濾光片中顯得很亮，但在檢測塵埃的濾光片中卻沒有出現。此外，當法厄同經過太陽時，尾巴的形狀和它變亮的方式與科學家們預期的完全匹配，如果它是由鈉組成的，但如果它是由塵埃組成的，則不是這樣。
這一證據表明法厄同的尾巴是由鈉構成的，而不是塵埃。
“我們不僅有一個非常酷的結果，這種結果顛覆了14年來對一個仔細觀察的物體的思考，”海軍研究實驗室的團隊成員卡爾·巴塔姆斯說，“而且我們還使用了來自兩個太陽物理航天器的數據——SOHO和STEREO——它們根本不是為了研究這種現象。”
2022年5月，當小行星Phaethon經過太陽附近時，太陽和日光層天文臺(SOHO)上的大角度和光譜日冕儀(LASCO)通過不同的過濾器拍攝了小行星Phaethon。在左邊，鈉敏感的橙色濾光片顯示了小行星周圍的云和小尾巴，這表明小行星表面的鈉原子在陽光下發光。在右邊，對塵埃敏感的藍色濾光片沒有顯示出法厄同的跡象，表明這顆小行星沒有產生任何可探測的塵埃。鳴謝:歐空局/美國航天局/張企程
張和他的同事現在想知道SOHO發現的一些彗星——以及作為掠日者項目的一部分研究SOHO圖像的公民科學家發現的彗星——是否根本不是彗星。
張解釋說:“許多其他繞日彗星也可能不是通常意義上的冰體彗星，而是像法厄同一樣被太陽加熱的巖石小行星。”
盡管如此，一個重要的問題仍然存在:如果法厄同沒有釋放太多的塵埃，那么這顆小行星是如何為我們每年12月看到的雙子座流星雨提供物質的呢？
張的團隊懷疑幾千年前的某種破壞性事件——可能是小行星的一部分在法厄同自轉的壓力下破裂——導致法厄同噴射出數十億噸物質，估計這些物質構成了雙子座流星雨的碎片流。但是那次事件是什么仍然是個謎。
更多的答案可能來自日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)即將開展的一項名為DESTINY+(行星際航行Phaethon fLyby和塵埃科學空間技術演示和實驗的簡稱)的任務。十年后，DESTINY+航天器預計將飛過法厄同，對其巖石表面進行成像，并研究這顆神秘小行星周圍可能存在的任何塵埃。
凡妮莎·托馬斯馬里蘭州格林貝爾特美國宇航局戈達德太空飛行中心。