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研究结果支持彗星所喷发的分子就是太阳系形成初期的物质

65P/Gunn彗星的图像,由NASA的广域红外线巡天探测卫星Wide-field Infrared Survey Explorer(WISE)拍摄。图片来源:

65P/Gunn彗星的图像,由NASA的广域红外线巡天探测卫星Wide-field Infrared Survey Explorer(WISE)拍摄。图片来源:NASA

据台北市立天文科学教育馆网站(编译潘康娴):来自美国中佛罗里达大学的新发表,研究结果支持彗星所喷发的分子,就是太阳系形成初期的物质。本篇期刊论文发表于《行星科学期刊》(The Planetary Science Journal)。

彗星是个由尘埃、岩石和冰所组成的小天体,当绕行靠近太阳时,被阳光加热会释出气体。分析这些气体的化学分子组成和比例,提供科学家重要的线索,研究彗星形成、太阳系诞生与演化的相关主题,除了理论要符合物理模型之外,还要加上观测数据的左证,让太阳系的模型更加完备。

作者收集了25颗彗星的喷发气体观测数据:水、二氧化碳、和一氧化碳气体的含量。由于这些观测数据,来自其他科学研究团队与不同天文望远镜的观测结果,作者仔细地将各来源的数据做校正统整,分析后发现有半数的彗星,二氧化碳对一氧化碳的比例较高。

研究这批彗星最有趣的地方是,来自距离太阳十分遥远之欧特云带(Oort Cloud)的彗星,从来没有或极少会绕到太阳附近。而它们被阳光加热的彗发中,测量到的二氧化碳比一氧化碳来得多。相比平常轨道绕行于太阳附近的彗星,所测量到的比例是完全相反。这是以前从来没有注意到的特性。

还有一个有趣的发现,二氧化碳和一氧化碳的比例,与科学家预测太阳系外围的环境一致。考虑彗星与太阳的距离,当彗星轨道来到雪线(编按:Snowline雪线现在的位置,距离太阳2.7个天文单位)之内,身上的二氧化碳产生率也高于一氧化碳。研究团队认为,在太阳系外侧欧特云带的彗星可能受到宇宙射线强烈地轰炸,以至于彗星外层几乎无二氧化碳,等到接近太阳时,阳光和太阳风吹掉了彗星的外层,让彗星露出内部的物质,得以释放出更多的二氧化碳。这也与其他科学家提出的论点相同,一氧化碳和二氧化碳在彗发的产生率(再转换成碳氧比),可作为评价彗星产生地于何方的关键指数。

作者表示,研究计划的下一步,将分析詹姆士.伟伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)观测半人马小行星(Centaur)的二氧化碳和一氧化碳之比例,用来与这次的彗星研究结果做比较。(编按:半人马小行星为轨道不稳定的小行星,本质为小行星的岩石,同时兼具彗星会喷发气体尘埃的特征。)

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