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原标题:彗星探测项目,谁分解了彗星上的水和二氧化碳

浏览次数:109 时间:2019-05-03

“罗塞塔”探测器正在逐步靠近67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星,预计将于北京时间8月6日下午17点-18点之间抵达彗星,开始环绕其运行。遇见一颗彗星,我们会看到什么?欧洲空间局(ESA)制作了一张有关彗星的信息图示。

欧航局延长“罗塞塔”彗星探测项目

科学技术 1这是67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的近照,由“罗塞塔”探测器在2014年10月19日拍摄,当时探测器距离彗星表面仅有7.9千米。图片来源:ESA

8月6日下午4点,果壳网将对“罗塞塔”和丘留莫夫-格拉西缅科彗星的这次“邂逅”进行直播。直播帖请戳:【直播帖】罗塞塔十年旅程,即将抵达终点

巴黎6月24日电总部设在法国巴黎的欧洲航天局日前正式确认,“罗塞塔”彗星探测项目将延长至2016年9月底,届时探测器将很有可能降落在彗星“丘留莫夫—格拉西缅科”表面。

“罗塞塔”对67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的环绕探测,最近取得了一个意想不到的结果:导致彗星表面喷出的水分子和二氧化碳分子迅速瓦解的最直接原因,并非先前科学家预料的那样,来自于阳光的高能辐射,而是出现在彗星表面附近的高能电子。

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欧航局说,“罗塞塔”探测任务原本将持续至今年年底,但欧航局科学项目委员会日前正式批准将该任务延长9个月。到那时,由于彗星“丘留莫夫—格拉西缅科”将逐渐远离太阳,越来越少的光照将无法保证围绕彗星运行的“罗塞塔”获得足够能量,其携带的一系列科研设备也将无法有效运行。

自去年8月抵达这颗彗星以来,欧洲空间局的“罗塞塔”探测器就一直在环绕它飞行,探测器上的11件科学设备也在全方位收集这颗彗星的环境数据。其中之一,便是由NASA提供的Alice摄谱仪,它能够在此外波段检验彗星大气中的化学成分。

据悉,在任务延长的9个月里,项目团队将利用此前积累的经验让“罗塞塔”尝试一些新的、更具挑战性的探索任务,包括飞到彗星无法被阳光照射到的阴暗区域,观测那里彗尾离子、尘埃、气体之间的互动情况,以及收集彗核附近处的尘埃样本。

在一篇已经被《天文学和天体物理学》(Astronomy and Astrophysics)杂志接收的论文中,科学家公布了“罗塞塔”环绕彗星的头4个月里Alice作出的发现。这个研究团队重点关注了彗星表面由于受到太阳的加热而喷射出来的水蒸气和二氧化碳气体。

“丘留莫夫—格拉西缅科”彗星预计将在今年8月13日抵达近日点。欧航局参与该项目的科学家指出,“罗塞塔”项目的延长将让科学家们有机会观测到彗星活动减弱的过程,而“罗塞塔”也将有机会进一步向其彗核靠近,收集更多数据。通过对比各类数据,人类将有机会全面了解彗星在整个生命周期中的变化过程。

他们发现,这些气体分子很快就被分解掉了,而这个过程具体可以分为两个步骤。

“罗塞塔”于2004年携彗星着陆器“菲莱”升空,开始10年“追星”之旅。2014年11月12日,“菲莱”脱离“罗塞塔”并登陆彗星表面。但由于固定装置未按计划启动,“菲莱”着陆时曾两度弹起,最后落在了一个陨石坑边缘的阴影中。由于电力不足,“菲莱”在工作了约60小时后进入休眠状态。“沉睡”了7个月后,“菲莱”曾在本月3次短暂“苏醒”,与地球取得联系。

首先,来自太阳的一粒紫外线光子,击中彗星大气中的一个水分子,并且将它电离,击出一粒高能电子。然后,这粒电子再撞击彗星大气中的另一个水分子,将它拆解成两个氢原子和一个氧原子,并且激发它们。再然后,这些原子便会发射出特定波长的紫外线,被Alice探测到。

欧航局表示,一旦“罗塞塔”的运行轨道能调整至距离彗星表面10公里以内,它将有机会拍摄到“菲莱”更清晰的图像。

与水分子类似,彗星喷出的二氧化碳分子同样是因为与高能电子碰撞,才被拆解成氧原子和碳原子,进而被Alice摄谱仪探测到。

欧航局也指出,是否能够按目前的设想让“罗塞塔”最终降落在彗星表面尚需进一步研究。项目团队首先要研究“罗塞塔”在彗星远离太阳途中以及自身接近彗星后的状态,再尝试为“罗塞塔”选定着陆点。着陆点确定后,“罗塞塔”将需要约3个月的时间完成着陆。

科学技术,这项研究的主要作者,美国约翰斯·霍普金斯大学的物理学和天文学教授保罗·费德曼(Paul Feldman)表示,这些分子都是在距离彗核大约1千米的地方被电子拆解的。

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同样的观测,如果在地球附近使用诸如哈勃空间望远镜这样的设备来进行的话,只能在距离彗核成百上千千米以外的地方,观测到分解之后的原子,根本看不清气体分子瓦解的具体细节。(编辑:Steed)

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