彗星67P周围发现大量氧气:并不意味存在生命

2015年11月05日 07:50 新浪科技 微博
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科学家表示,虽然地球上的氧气主要来自于微生物和植物,但最新发现并不意味着彗星67P上一定存在生命。

借助“罗塞塔”号探测器,科学家观测到彗星67P拥有独特的“橡皮鸭”外形,然而却对其如何形成这种奇特外形迷惑不解。  借助“罗塞塔”号探测器,科学家观测到彗星67P拥有独特的“橡皮鸭”外形,然而却对其如何形成这种奇特外形迷惑不解。
“罗塞塔”号已对67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星进行了为期一年多的研究,探测发现彗星核中存在大量不同气体。  “罗塞塔”号已对67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星进行了为期一年多的研究,探测发现彗星核中存在大量不同气体。

  新浪科技讯 北京时间11月5日消息,据国外媒体报道,借助“罗塞塔”号彗星探测器,天文学家近日对彗星67P地表的岩层和冰层进行研究,发现67P上存在大量氧,这一重大惊人发现将挑战太阳系起源理论。科学家表示,虽然地球上的氧气主要来自于微生物和植物,但最新发现并不意味着彗星67P上一定存在生命。

  去年,由欧洲航天局发射的“罗塞塔”号彗星探测器成功登陆彗星67P,科学家发现该彗星周围包含有大量氧。这一重大惊人发现或令科学家重新思考太阳系起源理论,但是这一发现并不意味着那里存在生命。操控“罗塞塔”号彗星探测器的专家发现,在环绕67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星的大气中,氧是第四种最常见的气体,其它三种成分分别为水蒸汽、一氧化碳和二氧化碳。根据现有理论,氧气的活跃度很高,不可能如此大量地单独存在。科学家认为,在漫长的时期里,彗星67P的氧可能会与氢结合形成水。“罗塞塔”号上“罗辛纳”质谱仪首席研究员卡瑟琳-艾尔特韦格教授表示:“我们从未想到过,氧可以在数十亿年时间里‘存活’下来,并且不与其它物质结合反应。”

迄今为止,“罗塞塔”号已经向科学家提供了大量惊人的67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星的近视图。图中前景部分是鸭子的“头”,背景部分是形态不规则的“身体”。根据图片,研究人员可以确定构成彗星的物质层。  迄今为止,“罗塞塔”号已经向科学家提供了大量惊人的67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星的近视图。图中前景部分是鸭子的“头”,背景部分是形态不规则的“身体”。根据图片,研究人员可以确定构成彗星的物质层。
之前有关67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星的研究分析显示,这颗彗星的两个“瓣”似乎是由两个分离的小彗星碰撞形成的,由一个细“颈”连接。通过对两瓣上物质层的分析,研究人员发现它们的确是分离的。  之前有关67P/楚留莫夫-格拉西孟柯彗星的研究分析显示,这颗彗星的两个“瓣”似乎是由两个分离的小彗星碰撞形成的,由一个细“颈”连接。通过对两瓣上物质层的分析,研究人员发现它们的确是分离的。

  虽然地球上的氧气主要来自于微生物和植物,但最新发现并不意味着彗星67P上一定存在生命。相反,科学家相信,彗星67P的氧起源时间很早,甚至先于太阳系形成。据推测,高能粒子撞击太阳系出生地中的冰粒,释放出氧。太阳系的出生地是暗星云,它是星际云的一种,密度足以遮蔽来自背景的发射星云或反射星云的光,或是遮蔽背景的恒星。在《自然》期刊发表的研究报告中,研究人员表示,彗星67P产生于46亿年前,从那时起氧就存在于彗星核中,并一直保存下来。艾尔特韦格教授补充说:“氧以古老物质存在的证据,可能令一些太阳系形成的理论模型遭到质疑。”

  2014年11月份,“菲莱”探测器脱离“罗塞塔”号登陆彗星,该项探测任务创造历史性纪录。“菲莱”弹跳着登陆67P地表后,落在一峭壁侧壁或陨石坑岩壁脚下。尽管“菲莱”与地球保持着断续联络,但还是为科研人员收集了大量数据。今年上半年,“菲莱”发回的数据显示,这颗遥远的彗星曾经可能是两个分离的冰球。借助“罗塞塔”号探测器,科学家观测到彗星67P拥有独特的“橡皮鸭”外形,然而却对其如何形成这种奇特外形迷惑不解。如今,通过研究“罗塞塔”号发回的高清图像,研究人员发现,这颗彗星的两个冰球有着不同的组成成分。彗星67P由一大一小两个分离瓣组成,中间由一个细“脖颈”相连,每个球都有着“洋葱”一样的层状结构。意大利帕多瓦大学地质学家马提奥-麦西罗尼教授与同事一起研究,结果发现大瓣是由厚650米的岩层组成,而小瓣的情况则不同。结合考虑彗星67P的引力数据,研究人员表示,这一发现意味着67P是由远古时代两颗分离的彗星低速相撞而成的。他们指出,这些直径为2公里的小彗星在穿越太阳系的过程中,逐渐聚积质量而成。麦西罗尼教授说:“从图像中明显可以看出,两瓣的外层包裹物都成独特的层状,我们推测地表下的数百米处也是这种情况。你可以想像成一个洋葱,我们认为,这两个大小不一的洋葱瓣在结合前是各自生长的。”

研究人员发现,彗星67P的头部存在层状圆形物质坑洞,以及不连贯的沉积物光滑表面,而彗星身体部分则存在大量延伸到地下650米深处的断裂构造。  研究人员发现,彗星67P的头部存在层状圆形物质坑洞,以及不连贯的沉积物光滑表面,而彗星身体部分则存在大量延伸到地下650米深处的断裂构造。

  运用“罗塞塔”号搭载的光学光谱仪与红外成像系统,科学家拍摄到了大量图像,鉴别出67P地表上100多个地形,以及陨石坑岩壁和坑洞中暴露的物质平行层。此外,科学家还对彗星进行了三维建模,用来确定山坡的倾斜方向,并以可视化方式说明山坡是如何延伸进入地下区域。研究人员发现,彗星的每瓣都包裹着这些物质层。麦西罗尼教授说:“根据这一线索,我们可以初步确定彗星的两瓣是分离的。之后,我们又发现在靠近彗星颈部的地方,这些物质层都是朝着反方向倾斜,这进一步证实了我们的推断。为了确证这一结论,我们还在整个重构出的彗星表面,对其独立地貌的局域引力和指向之间的关系进行了考察,结果发现物质层形成的角度符合引力作用方向。”

  借助三维模型,研究小组还计算出了每个物质层所在位置上的引力强度和方向。在一种模型中,研究人员将彗星看作单个整体,质量中心靠近颈部。在另一种模型中,研究人员将彗星看作两个单个彗星,每个都拥有各自独立的质量中心。研究小组发现,对于两个单独天体的模型而言,给定物质层的方向与局域引力方向接近垂直,而单个整体彗核模型则并非如此。麦西罗尼教授补充说:“我们从该研究结果可以看出,彗星头部和身体包裹的物质层很早就独立形成,之后两个天体才碰撞合并,并且这一定是一场低速碰撞,才得以保存这种有序地层。”有关两颗小彗星碰撞形成67P的具体时间,科学家目前尚不清楚。

在彗星地表上,研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层。在彗星地表上,研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层。
在彗星地表上,研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层。在彗星地表上,研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层。

  “罗塞塔”号发回的数据显示,彗星67P拥有自身的地质活动。在彗星67P上,独特的水循环导致地表喷射出水蒸汽,从而形成异常侵蚀,这种侵蚀继而影响了彗星独特形状的形成。“罗塞塔”号还在彗星地表探测到有机分子痕迹,有机分子是生命形成的必要基础成分。通过这些最新发现,科学家不但确定了彗星67P的两瓣是独立形成的,还推断它们有着类似的形成过程。瑞典乌普萨拉大学天体物理比恩-戴维森补充说:“两瓣之间惊人的结构相似性意味着,尽管它们起初的形成都是独立的,但必定是在类似的吸积过程中形成的。在之前的飞掠任务期间,我们也在其它彗星表面观测到分层现象,这表明它们都经历过形成过程。”

  最后,研究团队指出,虽然侵蚀作用并非彗星双瓣外观的根本成因,它的确在彗星的进化过程中发挥了重要作用。地表结构中的局域变化,或许是由彗星地表形成的冰的不同升华速率造成的。霍尔格-塞尔克斯是马克斯-普朗克太阳系研究所光学光谱仪与红外成像系统首席研究员,他表示:“自我们第一次观测到这颗彗星的奇特外观以来,它的形成原因就成了我们一个主要研究课题。目前,多亏这项详细研究,我们可以确切地说,它是一颗‘相接双星’。”“罗塞塔”号项目科学家马特-泰勒补充说:“这一研究结果增加了我们对彗星形成和进化过程的了解。‘罗塞塔’号将继续对该颗彗星进行为期一年的观测,尽可能多地搜集天体资料,并探寻它在太阳系历史中的地位。”(彬彬)

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