歐空局最新發布:羅塞塔號任務,終於揭示「變色龍彗星」的機制!

2021-01-08 騰訊網

羅塞塔號數據綜合顯示了目標彗星在觀測的兩年內，是如何反覆改變顏色的。這顆變色龍彗星的核心在繞太陽近距離飛行時逐漸變得不那麼紅，然後在返回深空時又變紅了。就像變色龍根據環境改變顏色一樣，67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星也是如此。與變色龍不同，顏色變化反映了暴露在彗星表面和周圍水冰的數量。在羅塞塔號任務開始時，飛船在距離太陽還很遠的時候與彗星會合。

在這樣的距離下，表面覆蓋著一層層的灰塵，幾乎看不到冰。這意味著當用VIRTIS（可見光和紅外線熱成像光譜儀）儀器分析時，表面顯示為紅色。當彗星越來越近時，越過了一條重要的邊界，稱為雪線。發生在距離太陽比地球遠約三倍的地方，雪凍線內的任何東西都會被太陽充分加熱，以至於冰將變成氣體，這一過程被稱為升華。當羅塞塔跟隨67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星穿過雪線時，VIRTIS開始注意到彗星的顏色發生了變化。

當彗星接近太陽時，熱量增加，隱藏的水冰也開始升華，將塵埃顆粒趕走。這揭示了一層層原始的冰層，這使得原子核的顏色變得更藍，就像VIRTIS所看到的那樣。在彗核周圍，情況正好相反。當彗星遠離太陽時，彗星周圍幾乎沒有塵埃，但那裡含有水冰，因此顯得更藍。周圍的塵埃雲被稱為彗發。當彗星越過雪線時，圍繞核心塵埃顆粒中的冰迅速升華，只剩下脫水的塵埃顆粒。

因此，當接近近日點時，昏迷變得更紅了，近日點是它最接近太陽的地方。一旦彗星返回太陽系，VIRTIS顯示顏色情況再次反轉，因此彗核變得更紅，彗發變得更藍。為了跟蹤彗星的演化方式，VIRTIS團隊必須分析跨越兩年羅塞塔號任務4000多個不同的觀測結果。領導這項研究的義大利INAF-IAPS天體研究所的Gianrico Filacchione說：要回答彗星變色機制是如何的這個大問題，像這樣的長時間觀測是非常重要的。

原因是彗星是非常動態的環境，噴流往往會迅速出現在表面，然後同樣突然地減少。因此，比較偶爾的快照，可能會讓我們對彗星長期演化的理解，因短暫的變化而產生偏差。然而，有如此大量的測量，意味著即使是短時間尺度的變化也可以被跟蹤。彗核上正在發生事情之間的關聯是地球上做不到的，這是一件全新的事情。這是因為地面觀測無法分辨彗核，在67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的情況下，彗核的大小只有3公裡左右。

現在，研究小組可以描述和理解彗星的長期演化過程，以及它在此過程中採取的步驟，這意味著可以將羅塞塔號上其他儀器的數據放入研究中。但這並不意味著我們對彗星了如指掌，光譜分析表明，塵埃的紅色是由所謂的有機分子造成。這些是由碳組成的分子，在彗星上有豐富的種類。科學家們認為，它們對於了解地球上生命是如何形成的很重要。然而，為了近距離研究它們並識別這些分子，需要將彗星表面的樣本送回地球。

把彗星的一部分帶回地球真是彗星探索任務的聖杯，然而，在這成為可能之前，科學家將繼續使用VIRTIS數據來研究67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的有機物。歐洲航天局羅塞塔項目科學家馬特·泰勒(Matt Taylor)說：肯定會有更令人興奮的結果，數據收集可能已經結束，但分析和結果仍將持續數年，這將增加羅塞塔號提供的豐富彗星知識遺產。

博科園｜研究/來自：歐空局ESA

參考期刊《自然》

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  • 4年前的9月2日，在彗星67P上神秘失蹤的菲萊著陸器被找到
    ，20多天之後，由於電力耗盡，羅塞塔號也受控墜毀在彗星67P上。羅塞塔號任務是歐洲航天局的一項旗艦探測任務，任務耗資15億美元，目標是對一個被稱為丘留莫夫－格拉西緬科的彗星進行著陸調查。丘留莫夫－格拉西緬科彗星（67P）是由兩名烏克蘭天文學家Klim Churyumov和Svetlana Gerasimenko於1969年首次發現。67P彗星本來不是歐洲航天局的探測目標，由於在發射前出現了火箭故障，導致太空飛行器將無法按時進入目標彗星46P / Wirtanen的軌道，於是，歐洲航天局臨時調整了探測目標，將羅塞塔號任務目標改為丘留莫夫－格拉西緬科彗星。
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