遥远彗星 C/2017 K2 与内聚瓶颈

遥远的长周期彗星 C/2017 K2 已在太阳系行星区域外达 3 Myr，排除了上次近日点保留的热量致其活动的可能性。这颗 inbound 彗星也过冷，不足以使水冰升华，且若存在非晶水冰，也过冷而不足以结晶。因此 C/2017 K2 是研究遥远彗星活动机制的理想目标。我们利用哈勃空间望远镜在近日点前 13.8 至 15.9 AU 距离范围内研究该彗星。彗发保持对数表面亮度梯度 $m = -1.010\pm$0.004，与稳态质量损失一致。无辐射压扫尾表明有效粒子尺寸较大（0.1 mm），质量损失率约 $\sim$200 kg s$^{-1}$，对仍位于土星轨道之外的彗星而言颇为惊人。测光外推表明活动始于 2012.1，即 25.9$\pm$0.9 AU 处，此处黑体温度仅 55 K。这一大距离与低温表明彗星活动由超挥发冰（如 CO）的升华驱动，该冰可能因 K2 在奥尔特云的长期驻留而得以保存。若位于核上热的亚日点附近，来自 $\lesssim 2$ km$^2$ 面积的 CO 升华可维持该质量损失率。然而，尽管升华 CO 的拖曳力足以抬起毫米级粒子以克服彗星核的引力，但其比克服粒子间内聚所需的力小 10$^2$ 至 10$^3$ 倍。我们的观测因而要求要么对粒子间内聚物理有新理解，要么引入另一机制驱动遥远彗星的质量损失。我们在此背景下提出热破裂与静电超充电。