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    彗星为研究太阳系起源提供了难得的机会

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      爱因斯坦

      【博科园-科学科普】为了更好地了解太阳系的早期历史,科学家们迫切需要更多的彗星样本,研究人员分析了2006年NASA的星尘任务带回地球的彗星尘埃。这些尘埃颗粒来自彗星81P/Wild(也被称为Wild 2)和太阳系起源的日期,包含了关于它最早的历史的线索。《星尘科学的未来》(The future of Stardust science)是一篇发表于2017年6月的《陨石与行星科学》(Meteoritics &行星science)的论文,它总结了大约150篇基于星尘科学的科学出版物。

      彗星为研究太阳系起源提供了难得的机会

      “星尘号”飞船的概念,由彗星81P/Wild飞行。图片版权:NASA/JPL

      这一点很重要的一点是,对太阳系形成的早期原始太阳圆盘的知识的限制。那就是其他柯伊伯带彗星——那些来自海王星轨道之外的彗星——在我们的地球外物质样本中表现不佳。与此形成对比的是,小行星在我们收集的陨石中有代表性,并且已经被记录了一个多世纪,而月球的材料已经被收集,并被带到科学家那里,供阿波罗宇航员进行分析。安德鲁·韦斯特法尔(Andrew Westphal)是星尘团队的高级成员,也是加州大学伯克利分校的天体物理学家。他敦促调查人员在地球上寻找更多的柯伊伯带材料,因为其独特的起源。

      该论文的主要作者Westphal说:在太阳系中越来越远的地方,所采集的材料越来越原始。特别是当你从一颗彗星上得到一个样本时,得到的样本(已经)被深度冻结了46亿年。一个典型的柯伊伯带彗星大约有10%是未被改变的星际物质。其中的一些物质是由太阳系形成之前的其他恒星的流出(排放)所凝结的前太阳颗粒组成的。然而大部分星际物质可能是在星际介质中形成的。

      彗星为研究太阳系起源提供了难得的机会

      2006年一颗星尘号的样品返回舱在降落伞下成功着陆后返回。图片版权:NASA

      确定是否存在液态水也是彗星研究人员的一个重要目标。天文证据表明,彗星水可能有不同的氘和氢(D – H)比,并且平均比与地球上的水有差异。这是一个著名的例子,彗星67P/ Churyumov-Gerasimenko,从2014年到2016年被欧洲航天局的罗塞塔任务所研究。其他的彗星D到H比率是用地面望远镜测量的。如果彗星的水比地球的水有不同的D到H,这可能意味着彗星并没有把大部分的水送到地球表面。相反研究人员推测是小行星带着水,但是需要更多的研究来证实这一假说。

      不幸的是,对于星尘研究人员来说,没有“挥发分”——这些是低沸点的分子,比如水幸存下来,以6.1公里/秒的速度撞击飞船的气凝胶和铝箔收集器(3.8英里/秒或13680英里/小时)。这种情况已经使科学研究在彗星与H比例上的发展变得困难。这些岩石幸存了下来,但是没有水被保存下来,然而,一些稀有的有机物确实保存了它们的D/H比率。

      彗星为研究太阳系起源提供了难得的机会

      在星尘的气凝胶收集器中一个潜在的星际尘埃轨迹(圈),图片版权:UC Berkeley/Andrew Westphal

      研究人员还寻找了层状硅酸盐,它们是保存在其中的水的粘土,但迄今为止对由星尘收集的微粒的研究并没有产生任何层状硅酸盐。可能还有另一个研究彗星物质的机会。NASA提议的彗星集合,样本采集,调查和返回(CORSAIR)任务是为了收集来自彗星88P/Howell的材料,包括有机物,这将为天体生物学提供更多的启示。如果任务获得批准,这些样本将在2030年返回地球。

      • 知识:科学无国界,博科园-科学科普

      • 作者:Elizabeth Howell

      • 内容:经“博科园”判定符合今主流科学

      • 来自:Astrobio

      • 编译:中子星

      • 审校:博科园

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