彗星表面发现水冰迹象

目前正在绕彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科运行的罗塞塔号探测器在该彗星表面发现了120个明亮、反光的斑点,水冰是对此的合理解释。

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根据一项利用欧洲太空探测器观测的新研究,彗星表面似乎散布着水冰斑块。

目前正在绕彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科运行的罗塞塔号探测器在该彗星表面发现了120个明亮、反光的斑点,它们至少有几米(约 6 英尺)大小。虽然它们的成分仍在研究中,但科学家们注意到,这些斑点往往出现在阳光照射不到的区域。研究人员还指出,经过一个月的观测,这些斑点没有发生明显的变化。

伯尔尼大学的物理学家安托万·波莫罗在声明中说:“水冰是这些特征的出现和性质最合理的解释。” [照片:欧洲的罗塞塔彗星任务图片]


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“在我们观测时,彗星离太阳足够远,以至于水冰升华的速度将低于每小时入射太阳能量 1 毫米,”波莫罗说,他是分析这些亮点研究的主要作者。“相比之下,如果暴露的是二氧化碳或一氧化碳冰,当被同样数量的阳光照射时,它会迅速升华。因此,我们预计此时不会看到这种类型的冰稳定在表面。”

根据罗塞塔号的测量,这些斑点的亮度是彗星平均表面亮度的 10 倍。有时它们会一起出现,尤其是在悬崖底部时。研究团队推测这是因为悬崖墙最近被侵蚀或坍塌,露出了尘土表面下的物质。

罗塞塔号探测器于 2014 年 9 月在彗星 67P/丘留莫夫-格拉西缅科上看到的亮斑示例。一项新的分析表明这些斑块可能是水冰。
图片来源:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

在其他位置,也观察到单独的亮斑。科学家认为这些情况代表着当彗星运动更加活跃时,从表面升起的物体。然而,这些物体的移动速度不足以完全逃脱彗星的引力。

根据对彗星留下的尾迹的观测,已知彗星富含冰。当彗星接近太阳时,恒星的热量会加热彗星表面并导致冰融化。这个过程也会释放出聚集在冰附近的尘埃。但并非所有尘埃都会逃逸,随着尘埃沉降回表面或根本没有离开,彗星表面变得非常暗。

目前尚不清楚冰斑是什么时候形成的,但研究小组有两个假设。第一个假设表明,当 6.5 年前 67P 最接近太阳时,彗星活动将冰块推入阴影区域并保护它们免受太阳照射。或者,也许当地球离太阳较远时,地表下的二氧化碳和一氧化碳推动了冰块的移动。

该团队还在实验室进行了一些测试,以观察当水冰与其他矿物质结合时会发生什么。研究人员发现,当这种冰暴露在模拟的太阳光照射下时,会形成几毫米厚的尘埃层。这一薄层可能足以遮盖彗星下方的冰。但如果彗星活动将更大的尘埃块推到一边,它就会显示出下面的冰。

观测结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上,基于去年 9 月,罗塞塔号抵达彗星一个月后,OSIRIS 窄角相机拍摄的观测结果。

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Elizabeth Howell (she/her), Ph.D., is a staff writer in the spaceflight channel since 2022 covering diversity, education and gaming as well. She was contributing writer for Space.com for 10 years before joining full-time.

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