最新研究:人造彗星和小行星,揭示了構成地球生命的基本元素氮!

2020-11-25 騰訊網

組成我們地球生命的基本元素之一是氮，多虧了一種對彗星物質使用類似物的方法，一個國際聯盟能夠在彗星表面探測到含有氮的銨鹽，研究銨鹽檢測方法是由伯爾尼大學發展起來的。彗星和小行星是太陽系中的天體，自從行星形成以來並沒有太大的發展。因此，彗星在某種意義上是太陽系的檔案，確定它們的組成也有助於更好地理解行星形成。

確定小行星和彗星組成的一種方法是研究它們反射的太陽光，因為它們表面的物質吸收特定波長太陽光，研究彗星的光譜，它具有一定的吸收特性。例如2014年8月至2015年5月，歐洲航天局(ESA)羅塞塔空間探測器上的VIRTIS（可見光、紅外和熱成像光譜儀）繪製了67P/Churyumov-Gerasimenko彗星(簡稱Chury)的表面。VIRTIS收集的數據顯示，幾乎所有地方的彗星表面在成分上都是均勻的：

由於混合了複雜的碳質化合物和不透明礦物，彗星表面非常暗，顏色略有紅色。然而，到目前為止，對彗星上測量到的吸收特徵化合物的確切性質一直很難確定。為了確定哪些化合物對應吸收特徵，由阿爾卑斯格勒諾布爾大學行星學和天體物理研究所的奧利維爾·波赫(Olivier Poch)領導的研究人員進行了實驗室實驗，創造出了類似彗星的物質，並模擬了類似於太空的條件，其研究成果發表在《科學》期刊上。

（上圖所示）在實驗室製造人造彗星表面的配方，冰塵顆粒被置於真空和低溫下，冰升華，在表面留下一層多孔的塵埃層。圖片：Poch et al. Science

研究人員在彗星類似物上測試了各種潛在的化合物，並測量了它們的光譜，就像羅塞塔號上VIRTIS儀器對彗星表面所做的那樣，實驗表明，銨鹽解釋了Chury彗星光譜中的特殊特徵。研究的合著者、伯爾尼大學物理研究所的Antoine Pommerol說：開發了創造彗核表面複製品的方法和程序後，在模擬太空條件下，通過升華表面的冰來改變表面，這些真實的實驗室模擬，使我們能夠比較實驗室結果和羅塞塔或其他彗星任務上儀器記錄的數據。

伯爾尼大學物理研究所所長、這項研究的合著者尼古拉斯·託馬斯表示：新研究建立在這些方法的基礎上，以解釋VIRTIS光譜儀與Chury觀測到的最強光譜特徵，我們在伯爾尼大學的實驗室提供了理想機會，用基於太空任務儀器收集的數據制定實驗來檢驗想法和理論，這確保了對數據的解釋是可信的。結果與伯爾尼大學質譜儀ROSINA的結果相同，ROSINA也收集了羅塞塔號上Chury的數據。

在天體物理學家凱薩琳·阿爾特韋格領導的一項研究中，首次在彗星的星雲覆蓋中檢測到了氮，這是生命的基本組成部分之一。它以銨鹽的形式「隱藏」在楚裡的朦朧覆蓋物中，其發生的情況直到現在才能被測量出來。雖然鹽的確切數量，仍然很難從現有的數據中估計出來，但這些銨鹽很可能包含了彗星中存在的大部分氮，這些結果還有助於更好地理解星際空間中氮的演化及其在益生化學中的作用。

博科園｜研究/來自：伯爾尼大學

參考期刊《科學》《自然天文學》

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