木星外侧绕行的冰质天体被观测到正向彗星转变。
美国中佛罗里达大学（UCF）佛罗里达空间研究所副教授查尔斯·尚博（Charles Schambeau）研究团队于当地时间1日通过学校公告称，已在小天体450P/LONEOS上确认到气体和尘埃喷发。研究团队使用了美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯·韦布空间望远镜和夏威夷双子座北望远镜。相关论文已于今年6月发表在美国天文学会《行星科学期刊》（Planetary Science Journal）第7卷第6期。
450P是2004年1月由美国洛厄尔天文台近地天体搜寻计划（LONEOS）发现的天体。其名称即来自该计划。核半径约为1.8公里。它以22.4年的周期在木星和海王星之间运行。
◆ 什么是半人马小天体
天文学界将环绕木星与海王星之间运行的小型冰质天体称为半人马小天体。它们有时像小行星一样没有活动，有时又会像彗星一样喷出气体，因此得名来自希腊神话中的半人半马生物。
这些天体被认为源自海王星之外的柯伊伯带。柯伊伯带是太阳系外围、包含冥王星等冰质天体的区域。受巨行星引力扰动后，部分天体会被带入内侧，成为半人马小天体。
半人马小天体的轨道至少与木星、土星、天王星、海王星中的一颗相交，因此其轨道在数百万年尺度上并不稳定。巨行星会把它们推向太阳，或直接抛出太阳系之外。
被推向太阳的一些天体被认为会演化成木星族彗星。木星族彗星是公转周期少于20年、受木星引力影响的彗星。尚博教授在发布文中表示：“半人马小天体来自太阳系更外侧，被视为逐渐演化为木星族彗星的过渡天体。”
◆ 1992年接近土星改变了轨道
450P轨道变化。黑色为1992年接近土星之前的轨道，蓝色为接近之后近日点被拉向木星一侧的当前轨道。资料=Schambeau等，《行星科学期刊》（2026），CC BY 4.0
450P开始活跃的契机是土星。研究团队反向追踪其轨道后发现，这一天体在1992年曾接近土星至460万公里处，约为地球与月球距离的12倍。
这次接近使其轨道大幅缩小。其最接近太阳的位置（近日点）如今为5.4个天文单位，约8.1亿公里。1个天文单位大约是地球与太阳之间的距离，约1.5亿公里。木星轨道为5.2个天文单位。
研究团队自2019年至2024年对450P进行了观测。在这段期间，该天体从距离太阳7.83个天文单位逐渐靠近到7.24个天文单位。2022年双子座北望远镜的图像中尚未看到彗发，之后的观测则显示核心周围出现了气体和尘埃云。
尚博教授解释说：“随着太阳热量增加，核心表面和地下层会被加热。层内的挥发性冰或被困住的气体会逸出，并把表面尘埃带出，从而形成彗发。”
◆ 不是水，而是二氧化碳形成了彗发
詹姆斯·韦布空间望远镜对彗发成分进行了分析，检测到二氧化碳气体。水蒸气和一氧化碳则低于探测阈值。
彗星活动通常由冰在不经过液态阶段而直接变成气体的升华过程引起。水冰要在非常接近太阳时才会升华；而二氧化碳冰，即俗称干冰的物质，在更低温下就会气化。
尚博教授说：“在450P所处的距离上，核心温度过低，水冰升华不可能是主要活动来源。二氧化碳的检出，为驱动彗发的力量提供了重要线索。”
韦布望远镜还捕捉到具有晶体结构的水冰颗粒痕迹。地球上可见的冰是分子规则排列的晶体冰，而太阳系外天体中的冰大多是分子排列无序的非晶冰。非晶冰孔隙较多，能够困住气体；受热后转变为晶体冰时，会释放被困住的气体。
研究团队在论文中分析认为，在零下133摄氏度至零下113摄氏度（140至160K）之间发生的结晶化，导致了二氧化碳的释放。尚博教授表示：“存在晶体冰说明，彗发中的部分冰并非自形成以来一直保持原状，而是经历了加热或物理变化。”
尚博教授还说：“对像450P这样的天体进行研究，有助于连接小天体的演化阶段。通过研究其活动、表面特征和挥发性物质组成，可以了解彗星核在向太阳系内侧移动时如何变化，以及它能在多大程度上保存原始冰。”
450P将在2027年7月过近日点。其22.4年的公转周期超过木星族彗星的20年标准，因此目前尚未被归类为木星族彗星。