從彗星的化學物質解讀太陽系初期長相

作者 | 發布日期 2022 年 11 月 12 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
從彗星的化學物質解讀太陽系初期長相


美國中佛羅里達大學發表研究結果,支持彗星噴發分子就是太陽系形成初期的物質。論文發表於《行星科學期刊》。

彗星是由塵埃、岩石和冰組成的小天體,當靠近太陽,受太陽加熱釋出氣體。分析氣體的化學分子組成和比例,提供科學家重要線索,可研究彗星形成、太陽系誕生與演化,除了理論符合物理模型,還加上觀測資料佐證,讓太陽系模型更完整。

作者收集25顆彗星的噴發氣體觀測資料:水、二氧化碳和一氧化碳氣體含量。這些觀測資料來自其他科學研究團隊與不同天文望遠鏡的觀測結果,作者仔細將各來源數據校正統整,分析後發現,半數彗星二氧化碳對一氧化碳比例較高。

研究彗星最有趣的地方是,距太陽十分遙遠的歐特雲帶(Oort cloud)彗星,從來沒有或極少繞到太陽附近,它們被陽光加熱的彗髮二氧化碳比一氧化碳多。相比平常軌道會繞過太陽附近的彗星,比例完全相反。這是以前從未有人注意到的特性。

還有一個有趣發現,二氧化碳和一氧化碳比例,與科學家預測太陽系外圍環境一致。考慮彗星與太陽的距離,當彗星軌道到雪線(Snowline,雪線現在位置距太陽2.7個天文單位)之內,二氧化碳產生率也高於一氧化碳。研究團隊認為,太陽系外側歐特雲帶的彗星可能受宇宙射線強烈轟炸,以至於彗星外層幾乎無二氧化碳,等到接近太陽時,陽光和太陽風吹掉彗星外層,露出內部物質,釋放更多二氧化碳。這也與其他科學家論點相同,一氧化碳和二氧化碳於彗髮產生率(再轉換成碳氧比),可為評估彗星產生地是何方的關鍵指數。

作者表示,研究計畫的下一步是分析詹姆士韋伯太空望遠鏡(the James Webb Space Telescope)觀測半人馬小行星(Centaur)的二氧化碳和一氧化碳比,與這次彗星研究結果比較(半人馬小行星為軌道不穩定的小行星,本質為小行星的岩石,兼具彗星噴發氣體塵埃的特徵)。

▲ 65P/Gunn彗星影像,由NASA廣域紅外線巡天探測衛星 Wide-field Infrared Survey Explorer(WISE)拍攝。(Source: NASA

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:Flickr/Jason Hullinger CC BY 2.0)