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科學家揭開彗星形成之謎

探測器


科學家揭開彗星形成之謎

深度撞擊任務中探測器與坦普爾1號彗星相撞示意圖
【科學家揭開彗星形成之謎】彗星是宇宙中冰冷的天體，被稱為天文學家比喻為“冰冷的尸體”，而構成彗星的材料則形成于非常高的溫度之下，然而這些材料是從何而來的呢？來自法國國家科學研究中心和貝桑松大學的研究人員近日發現了這個現象背后的物理解釋 。他們已經能夠證明形成彗星的材料如何從太陽系中最熱的地方轉移到太陽系外圍區域，并形成彗星 。相關研究成果已經發表在2011年7月的《天文與天體物理學》期刊上 。
2006年1月15日，經過8年左右的空間飛行，美國航空航天局“星塵”號探測器帶著采集回來的彗星樣本返回地球，并拍攝到了冰質彗核詳細照片 。這顆彗星名為維爾特二號彗星 ， 編號為81P/Wild 。彗星形成于非常低的溫度，大約為50開爾文，即零下223攝氏度 。分析結果顯示：維爾特二號彗星由結晶硅酸鹽和豐富的鈣鋁包裹體組成 。而這兩種礦物質形成需要較高的溫度條件 ， 大約在1000開爾文或者727攝氏度，如何能解釋這個現象呢？
法國國家科學研究中心與貝桑松大學、雷恩大學、杜伊斯堡-埃森大學（德國）以及宇宙科學觀測站物理實驗室合作，形成一個國際科學家聯合小組，發現了這一天體形成之謎源于一種物理現象：光致遷動或者光致漂移，其在化學上稱為光泳現象 。這種力量取決于兩個條件：太陽輻射強度和氣體壓力 。在太陽系形成初期 ， 彗星則形成于原始行星盤，在行星盤內部 ， 則存在著無數固體顆粒，大小從幾微米到幾厘米不等，這些固體顆?；旌显谛请H氣體中，并且讓原始的太陽光照射 。
據研究人員介紹，在光致遷動或者光致漂移原理的作用下，這些固體顆粒逐漸向行星盤外圍區域運動 。在太陽輻射的作用下，固體顆粒面向太陽的一面則處于較高的溫度，就是說比較熱，而另一面的溫度則相對較低，在這個過程中，太陽系中的氣體分子附著在這些固體顆粒的表面 ， 影響了顆粒表面物化屬性 。
然而 ， 對于固體顆粒而言，面對太陽的一面非常“溫暖”，就體現出更加的不穩定，相對于較冷的另一面而言，溫暖一面的分子運動則更為激烈，這種不平衡的分子運動導致了固體顆粒兩面的壓力差 ， 并且進一步推動固體顆粒遠離太陽 。
接下來，研究人員通過數字仿真技術，證實了光致遷動/光致漂移現象在其中扮演的重要作用 。太陽系中的結晶硅酸鹽顆粒形成于原始行星盤的內部，而行星盤內部區域則是靠近太陽，溫度較高，接著這個顆粒在光致遷動/光致漂移作用下，移動到太陽系的外圍區域 ， 也就是較寒冷的地方，并隨后參與了形成彗星的一系列天體活動 。這種新穎的天體物理解釋，可以通過觀測原始行星盤中出現的塵埃環結構進行論證，從而也可以在一定程度上揭示出行星形成的條件 。

騰訊科技訊（Everett/編譯）