在太陽系深處、在木星和海王星之間潛藏着成千上萬的小塊冰和岩石。偶爾，它們中的一個會撞到木星的軌道上、被抓住並被拋入內太陽系–朝向太陽，還有我們。這被認為是許多最終經過地球的彗星的來源。一項新研究闡述了這個鮮為人知的系統的動態。
來自芝加哥大學的博士后研究員、該論文的通訊作者Darryl Seligman表：“這將是第一次看到一顆原始彗星‘開啟’的絕佳機會。它將產生一個關於彗星如何移動和為什麼移動、太陽系如何形成甚至類似地球的行星如何形成的的信息寶庫。”研究論文已被《The Planetary Science Journal》接受。
研究成果部分要歸功於幾個主要小行星帶的發現，在過去50年裡，科學家們修改了他們關於我們太陽系如何形成的理論。他們現在設想的是一個更加動態和不穩定的系統，而不是大行星靜靜地在原地演變，大塊的冰和岩石分散開來、相互撞擊、重新形成並在太陽系中移動。
這些天體中的許多最終凝聚成了八大行星，但其他仍鬆散地散布在空間的幾個區域。Seligman說道：“這些小天體向你展示了太陽系實際上是這個非常有活力的、幾乎是活生生的地方，它不斷處於變化狀態。”
科學家們非常熟悉火星附近的小行星帶以及經過海王星的較大的小行星帶即柯伊伯帶。但在木星和海王星之間，潛伏着另一個鮮為人知的天體群，叫做半人馬座。
偶爾，這些半人馬小行星會被吸進內太陽系並成為彗星。“這些天體非常古老，含有太陽系早期的冰，從未被融化，”Seligman說道，“當一個物天體越來越接近太陽時，冰就會升華併產生這些美麗的長尾巴。因此彗星很有趣，不僅因為它們很美麗；它們還給你提供了一種方法來探測來自遙遠的太陽系的東西的化學成分。”
在這項研究中，科學家們研究了半人馬座的數量及這些天體偶爾成為前往太陽的彗星的機制。他們估計，約一半的半人馬小行星變成的彗星是通過跟木星和土星的軌道相互作用而被推入內太陽系的。另一半的半人馬小行星因離木星太近會被木星的軌道夾住並被甩向太陽系的中心。
后一種機製為更好地觀察這些即將誕生的彗星提供了一個完美的方法：科學家們說，空間機構可以向木星發送一個航天器，讓它在軌道上運行，直到半人馬小行星撞入木星的軌道。然後航天器可以搭上半人馬小行星的順風車，朝着太陽飛去並在它轉變為彗星的過程中一路進行測量。
這是一個美麗但具有破壞性的過程。彗星美麗的尾巴是隨着溫度的升高而燒掉的冰產生的。彗星中的冰是由不同種類的分子和氣體組成，它們各自在通往太陽的途中的不同點開始燃燒。通過測量這個尾巴，航天器可以了解彗星是由什麼組成的。“你可以弄清楚典型的彗星冰層在哪裡開始燃燒以及彗星的詳細內部結構是什麼，而這些你從地面望遠鏡中弄清楚的希望非常小，”Seligman指出。
與此同時，彗星的表面隨着它的升溫而噴發並形成冒氣坑和環形山。“繪製所有這些將有助於你了解太陽系的動態，這對了解如何在太陽系中形成類地行星等事情很重要，”Seligman表示。
科學家們表示，雖然這個想法聽起來很複雜，但NASA和其他空間機構已經有技術來實現它。航天器經常前往外太陽系，而NASA的朱諾任務目前正在拍攝木星的野生照片，其只花了大約五年時間就到達那裡。其他最近的任務也表明，即使在天體移動時也有可能訪問它們。OSIRIS-REx訪問了2億英裡外的一顆小行星，而日本的Hayabusa 2航天器從另一顆小行星上帶回了少量的岩石。
甚至還有一個可能的目標。一年半前，科學家們發現其中一顆名為LD2的半人馬小行星可能會在大約2063年被吸入木星的軌道。Seligman指出，隨着望遠鏡變得更加強大，科學家可能很快就會發現更多這樣的物體。“在接下來的40年裡，很可能會有10個額外的目標，其中任何一個都是停在木星上的航天器可以達到的。”
此外，Seligman還表示：“我們有可以追溯到數千年前的彗星記錄；如果能近距離看到這一切是如何發生的，那該有多酷啊！”