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向我们讲述太阳系起源的最小微粒

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-05-15 07:08

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接上篇

早期太阳系的信使

这一发现不仅出乎意外,并且传达了一个很有价值的信息:材料的特质表明,灰尘中的有机成分要么于刚成型的太阳周围的尘埃带中形成,要么形成于更早的星际尘埃中,后来成为了我们的太阳系。这些结果展示在Fray和他的合著者刊登在《自然》期刊的文章中。来自马普所从事太阳系研究的Martin  Hilchenbach补充道,在尘埃颗粒被彗星释放出来之后,会静静等待数十亿年,直到被COSIMA捕获。


来自意大利Osservato天文观测中心的Marco Fulle也得出了非常类似的观点,研究彗星及其尘埃的专家与他的团队分析了Rosetta探测器上的CIADA收集的数据,并借助模型得出了彗星构成的结论。


这一结论既是意料之内的却又是一个惊喜:如普遍认为的那样,彗星67P由岩石和冰块构成。初步研究还猜测,这类天体主要由嵌在尘埃中的冰块构成(也被描述为脏雪球),这与航天器的发现结果正好相反。Marco Fulle的模型也表示小冰块上一定会带有尘埃块——因此彗星更像一个结冰的岩石块。此外有机材料占到彗星体积的一半,与地球上的岩石截然不同。


灰尘的微观结构

有机物对彗星的产生和特性有何种影响,还有待研究。在“星际尘埃”发展成星际尘团甚至更大的个体期间,有机物可以充当粘合剂的角色,把那些岩石体粘连起来。


这些岩石体在Marco Fulle的模型中占比30%。剩下的彗星组成物是不同形式的冰,在低温的情况下冰是彗星的主要组成部分,这其中不仅有水的固态,也有二氧化碳的固态形式。根据Fulle的模型,彗星中的小灰尘结构和早期的太阳系灰尘的理论计算结构是一致的。这进一步表明,Rosetta中尘埃分析装置所研究的微粒似乎数十亿年以来从未改变。


我们把灰尘的这一部分放在放大镜下观察其微观结构。MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System,微成相尘埃分析系统) 揭露了彗星最小的灰尘的结构,在这幅图中展示的较大的一部分大致相当于是微小灰尘的大小,由许多更小的单元组成,而这些单元差不多是最小的个体了。尘埃的颜色是最深的黑色,如图1所示b, c和d就是尘埃团,这是对抱团在一起的小尘埃块的命名。。







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