Какова научная основа того, что кометы и кометы главного пояса состоят из разных материалов?

Суть в том, что астероиды (в том числе «кометы главного пояса») имеют совсем другие орбиты, чем настоящие кометы, и это многое говорит об их истории.

Кометы расположены во внешней Солнечной системе. Хотя иногда их можно вывести на орбиту, приближающую их к Солнцу, эти орбиты обязательно сильно эксцентричны. То есть, если вы окажетесь очень далеко от Солнца, даже если вы находитесь на пути к внутренней части Солнечной системы, вы должны вернуться туда, где находитесь в настоящее время, если не произойдет какое-либо дальнейшее взаимодействие. Единственный способ для чего-то, что началось далеко, и в конечном итоге оказаться на примерно круговой орбите, подобной астероиду, — это возмущение внутрь, а затем каким-то образом снова возмущение внутри Солнечной системы правильным образом.

Таким образом, большинство астероидов находились в этом$2\mathrm{-}3\ \mathrm{AU}$региона за всю историю Солнечной системы. И наоборот, объекту, который начинался как астероид, было бы очень трудно оказаться на кометоподобной орбите, поэтому кометы должны были сформироваться далеко.

Теперь рассмотрим концепцию ледяной линии . В ранней Солнечной системе, когда вокруг Солнца еще существовал диск из газа и пыли, где-то вокруг современного пояса астероидов была граница между тем, где летучие вещества, такие как вода и аммиак, могли замерзнуть. За этой линией вы можете получить тела, состоящие в основном изо льда (если только они не станут слишком большими и не начнут собирать водород и гелий под действием гравитации, и в этом случае мы называем их внешними планетами). Но так же, как Земля состоит больше из камня и металла, чем из льда, многие астероиды тоже.

Более того, современная граница льда находится примерно на$5\ \mathrm{AU}$. Внутри этого радиуса открытая вода продержится недолго (по сравнению с возрастом Солнечной системы). Если бы астероид был сделан из чистого льда (как комета), он сублимировался бы миллиарды лет назад.

Мысль состоит в том, что когда мы видим выделение летучих газов из астероида, это должно быть смешанное ледяно-каменное тело, недавно подвергшееся столкновению, в результате которого обнажился новый слой льда. Теперь открытые области могут испаряться, как комета, но только в течение относительно короткого времени.

Я смотрел видео в вашем посте или похожее на BBC, и, насколько я помню, Джуитт проводил различие между кометами, астероидами и астероидами с «струями» исходящего вещества.

Я почти уверен, что главный пояс относится к поясу астероидов.

Просто чтобы уточнить местоположение (я), Джуитт заявляет:

Значение этой активности состоит в том, что по крайней мере некоторые из них представляют собой отдельный третий резервуар комет в Солнечной системе (после облака Оорта и пояса Койпера). Между этими другими резервуарами и главным поясом в современной Солнечной системе нет установленного динамического пути, поэтому любой лед, вероятно, ведет историю, отличную от истории льда в других кометах. Сравнение объектов из трех резервуаров позволяет нам исследовать протопланетный диск Солнца в трех местах (пояс астероидов — около 3 а. Пояс Койпера - за пределами 30 а.е., 50 К и холоднее).

С его сайта :

Активные астероиды — это недавно признанный класс тел в Солнечной системе. Они примечательны тем, что обладают как орбитальными характеристиками астероидов, так и физическими характеристиками комет. Это означает, что они выглядят как кометы, потому что у них есть комы и хвосты, но их орбиты находятся внутри параметров Юпитера (a < a_J) и параметров Тиссерана, значительно превышающих 3, как у астероидов.

[Примечание: определение является эмпирическим, основанным на простых измеримых величинах, и не предполагает происхождения кометоподобной активности сублимацией льда. На самом деле, как описано здесь, помимо сублимации существует множество возможных причин потери массы астероидами. По этой причине предпочтительным термином для этих тел является «Активные астероиды». Раньше мы называли их «кометами Главного пояса», но многие неправильно истолковывали это как означающее, что активные объекты обязательно ледяные. В большинстве случаев мы не знаем, ледяные ли они. В некоторых случаях мы знаем, что это не так.]

Он утверждает, что некоторые активные астероиды образуются в результате столкновений, взрывов при вращении и других менее вероятных эффектов, таких как тепловой нагрев.

Я считаю, что можно с уверенностью сказать следующее:

1. Если мы наблюдаем два объекта, демонстрирующих одинаковое поведение/измерения/наблюдения, единственный разумный научный вывод состоит в том, что объекты, скорее всего, состоят из одних и тех же материалов и работают с одной и той же механикой – по крайней мере, до тех пор, пока будущие наблюдения не смогут подтвердить/опровергнуть. Это кажется неоспоримой логикой, и сообщество физиков StackExchange коллективно пока не может продемонстрировать обратное, тем самым косвенно подтверждая целостность этой логики.
2. Что касается данных наблюдений, Дэвид Джуитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе заявил: «В большинстве случаев мы не знаем, ледяные ли они. В некоторых случаях мы знаем, что это не так». Следовательно, поскольку мы подтвердили посредством наблюдений, что объекты, проявляющие кометное поведение, не ледяные, а скорее скалистые, без прямых наблюдений за льдом (пока); используя вывод, описанный в пункте 1 выше, мы можем сделать вывод, что большинство/все кометы, вероятно, не покрыты льдом, и что большинство/все кометы, вероятно, работают с механикой, которая не требует льда (т.е. не сублимации).
3. Если текущая стандартная модель Солнечной системы не может поддерживать этот сценарий, но мы не можем изменить или отвергнуть логику, описанную в пункте 1 выше, тогда стандартная модель должна быть изменена, чтобы соответствовать этой интерпретации, до тех пор, пока будущие наблюдения не смогут подтвердить/опровергнуть соответствующие предсказания. Я не буду объяснять детали того, какие изменения необходимо будет внести (если не потребуется), но, вообще говоря, это потребует довольно всеобъемлющего переворота большинства предсказаний стандартной модели и механики, связанных с работой и формированием нашей Солнечной системы.
4. Это ничем не отличается от того, как стандартная модель была модифицирована, чтобы соответствовать предсказаниям начала 1900-х годов, таким как первоначальное предсказание о том, что кометы состоят из сублимирующих льдов, до того, как у нас появилось достаточно технологий, чтобы наблюдать кометные объекты, состоящие вместо этого из каменистого вещества. По мере того, как наши наблюдения становятся более точными благодаря новым технологиям, наши научные прогнозы меняются, и ожидается, что стандартная модель изменится, чтобы соответствовать более поздним прогнозам, наблюдениям и интерпретациям.
5. Если научное и академическое сообщества не позволяют стандартной модели адаптироваться к современным наблюдениям и неоспоримой логике пункта 1 выше, то они не поддерживают определение научного метода и тем самым тормозят прогресс науки. и большее знание для человечества.