彗星为研究太阳系起源提供了难得的机会

研究人员说,迫切需要更多的彗星样本,以更好地理解太阳系的早期历史。研究人员分析了2006美国宇航局“星尘”任务带回地球的彗星尘埃。

尘埃粒子来自彗星81 P,它可追溯到太阳系的开始,包含了关于其最早历史的线索。

“星尘科学的未来”是一篇发表于2017年的论文,它总结了大约150个基于星尘科学的科学出版物。这是我们对太阳系形成的气体和尘埃的早期原太阳系盘的认识的一个重要方面。也就是说,彗星81 P和其他柯伊伯带彗星--那些来自海王星轨道之外的彗星--在我们的外星物质样本中表现得很差。

与此相反,小行星被陨石却有很多被收藏,并在一个多世纪前就有了很好的记录。

安德鲁·韦斯特法尔是星尘小组的高级成员,也是加州大学伯克利分校的天体物理学家,他敦促调查人员寻找更多的柯伊伯带材料来研究地球,因为它有其独特的起源。

论文的主要作者Westphal说,“当你在太阳系越来越远的地方取样时,你所采集的材料越来越原始,特别是当你从彗星中得到一个样本时,你得到的样本早在46亿年前就已冻结。”

大约10%的典型柯伊伯带彗星是未改变的星际物质。其中一些物质是由太阳系形成很久以前的恒星外流(排放)中凝结的前太阳颗粒--环恒星尘埃组成的。


星尘回收样本于2006年在犹他州着陆,工作人员举起了任务的样品返回舱。

关于水的资料很少

确定彗星81p中是否存在液态水也是彗星研究者的一个重要目标。天文证据表明,彗星水可能有可变的氘氢比(D/H),平均比率与地球上的水不同。这方面的一个著名例子是彗星67P,2014至2016年间,欧洲航天局的罗塞塔任务对它进行了近距离的研究。其他彗星D/H比也是由地面望远镜测量的。

如果彗星的水中D/H比与地球水不同,这可能意味着彗星并没有将大部分水输送到地球表面。相反,研究人员推测是小行星带来了水,但还需要对小行星和彗星进行更多的研究,以帮助证实这一假说。

不幸的是,对于星尘调查人员来说,没有任何“挥发物”--即沸点较低的分子,如水--以每秒6.1公里的速度撞击宇宙飞船的气凝胶和铝箔收集器。这种情况使得提高彗星D/H比的科学成为一项挑战。

威斯特伐尔说:“这些岩石幸存了下来,但没有保存任何水。然而,一些罕见的有机物质确实保留了它们的D/H比率。”


星尘的气凝胶收集器中潜在的星际尘埃轨迹。

研究人员还寻找了硅酸盐,它们是保护体内水分的粘土,但到目前为止,对星尘收集到的微粒的研究还没有发现任何硅酸盐。

也许还有另一个机会来研究彗星上的物质。NASA提议的彗星交会、样品采集、调查和返回(Corsair)任务旨在从88p/Howell彗星收集材料,包括有机物,这将对天体生物学产生更多的影响。如果任务获得批准,这些样本将在本世纪30年代返回地球。