彗星67P周围发现大量氧气，但这与存在生命是两码事！
2015/11/13 16:57:04 中国科普博览
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。
“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
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。”
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。
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
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。
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
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
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。”
在彗星地表上，研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层
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。
“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。”
在彗星地表上，研究人员在峭壁和坑洞上寻找物质层
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。”
本文转载自“新浪探索”公众号(ID：sinascience)
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