Rosetta发现彗星昏迷中的惊奇分子分解机制改变了观念


美国国家航空航天局科学仪器飞行欧洲航天局(欧空局)罗塞塔航天飞机已经作出了一个非常令人惊讶的发现 - 即“水和二氧化碳分子从彗星的表面喷出”到彗星67P / Churyumov大气分子分解机制-Gerasimenko是由“接近表面的电子”引起的。

罗塞塔发现了一个意外的过程,造成水和二氧化碳分子的迅速分解。这个单一的Rosetta导航相机图像是从2015年3月22日彗星67P / Churyumov-Gerasimenko中心77.8公里的距离拍摄的。该图像的分辨率为6.6米/像素,尺寸为6 x 6公里。裁剪和处理图像以显示彗星活动的细节。信用:ESA / Rosetta / NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0

与彗星昏迷发射有关的令人惊讶的结果来自测量收集美国航天局资助的爱丽丝仪器,并正在引起科学家们完全重新思考我们所了解的有关 根据仪器科学小组流动的身体。

科罗拉多州博尔德西南研究所(SwRI)的Alice仪器首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)在一份声明中说:“我们所报告的发现是相当意外的。

“它向我们展示了去彗星观测它们的价值,因为这个发现根本不可能是由地球或者地球轨道与任何现有的或者计划的天文台轨道来完成的。而且,它正在从根本上改变我们对彗星的认识。“

据美国宇航局和欧空局的报告,一篇报道爱丽丝发现的论文已经被”天文学和天体物理学“杂志接受发表。

爱丽丝是一个摄谱仪,专注于感测远紫外波段,是彗星操作的首个仪器。

到目前为止,人们一直认为来自太阳的光子是引起分子分裂的原因。

二氧化碳和水从核中释放出来,激发破裂发生在彗星核上方约半英里处。

“分析观察到的原子排放的相对强度,使爱丽丝科学小组确定了仪器,直接观察到由附近电子分解的水和二氧化碳的”母体“分子,约有十分之六从彗星的核心到一英里(1公里)。“

激励机制详见下图。

罗塞塔继续关于67P / Churyumov-Gerasimenko彗星的深入研究揭示了一个意外的过程,接近彗核,导致水和二氧化碳分子的迅速分解。学分:ESA / ATG medialab; OSIRIS团队的ESA / Rosetta / MPS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; ESA / Rosetta / NavCam - CC BY-SA IGO 3.0

“沿狭缝排放的空间变化表明激发发生在距离地表数百米的地方,气体和粉尘的产生是相互关联的”,根据天文学和天体物理学期刊论文。

数据显示水和二氧化碳分子通过两步过程分解。

“首先,来自太阳的紫外光子击中了彗星昏迷中的一个水分子,并将其电离,从而敲出一个充满活力的电子。这个电子然后在昏迷中击中另一个水分子,把它分成两个氢原子和一个氧,并在这个过程中激发它们。这些原子然后发出由爱丽丝在特征波长处检测到的紫外光。“同样,电子与二氧化碳分子的撞击导致其分解成原子和观察到的碳排放。”

欧空局的罗塞塔号航天飞机经过长达十四亿四千万公里(四十亿英里)的长达十年的追逐后,于2014年8月6日抵达有麻烦的彗星67P / Churyumov-Gerasimenko,为历史上第一次尝试绕彗星进行长期研究。

从那以后,罗塞塔部署了菲莱登陆舰,完成了历史上第一次接触彗星核。它也围绕彗星10个月的近距离 观察,有时到达近8公里。它配备了一个套件11仪器来分析彗星的性质和环境的每个方面。

彗星67P在未来两个月的轨道越靠近太阳,其轨道越来越活跃。在2015年8月13日,这对太阳在距离太阳18600万公里的地球和火星的轨道上达到近日点。

爱丽丝通过检查彗星发出的光线来了解彗星大气的化学性质,或者用远紫外光谱仪确定化学成分。

根据爱丽丝的测量结果,彗星大气昏迷中的水和二氧化碳来源于其表面喷出的羽流。

“这与哈勃太空望远镜在木星月亮欧罗巴发现的类似,除了彗星的电子是由太阳辐射产生的,而欧罗巴的电子来自木星的磁层,”保罗·费尔德曼说。来自马里兰州巴尔的摩约翰霍普金斯大学的Alice共同研究员发表声明。

罗塞塔在彗星核中发现了一个意外的过程,导致水和二氧化碳分子的快速分解。 2014年9月26日欧洲航天局Rosetta航天器拍摄的四张照片组成的这张照片拼图组成的彗星67P / Churyumov-Gerasimenko的活动脖子喷射的气体和尘埃喷射距离26.3公里(16英里)彗星的中心。来自Rosetta的其他仪器包括MIRO,ROSINA和VIRTIS,研究了相对丰富的昏迷成分,证实了爱丽丝的发现。 ESA的Rosetta项目科学家马特·泰勒(Matt Taylor)在一份声明中说:“来自爱丽丝的这些早期成果表明,研究彗星的波长和技术是多么重要,以便探究彗星环境的各个方面。

“我们正在积极地观察这颗彗星是如何在8月份沿着它的轨道朝着近日点靠近太阳的方向发展的,观察太阳升温使彗星变得更加活跃,研究彗星与太阳的相互作用的影响风“。

来源:今日宇宙,Ken Kremer编写