"追星"12年,"羅塞塔"追到了什么

新華社

text

【亞太日報訊】(記者張曉茹)當地時間30日中午,總部位於巴黎的歐洲航天局確認,“羅塞塔”彗星探測器已成功按計劃撞向彗星“67P/丘留莫夫-格拉西緬科”(下稱“67P”)表面,結束了12年“追星”之旅。

這顆探測器於2004年3月2日發射升空,其任務是追上“67P”並投放“菲萊”著陸器,探求太陽系起源的奧秘。“羅塞塔”重約3噸,體積約12立方米。它共裝備了10個科學探測儀器,這些儀器能分析彗星的物理和化學構成及其電磁、引力特性。

“67P”誕生於46億年前太陽系形成初期。與地球上地質變化頻繁不同,彗星內部變化很少,好似一個飛行的“冰箱”,可能保存著太陽系誕生時最原始的物質。因此,對彗星的研究有助於揭開太陽系形成的諸多奧秘。

12年漫漫“追星”之旅終於成功畫上句號,“羅塞塔”到底追到了什么?

——給彗核拍照

彗星分為彗核、彗發、彗尾三部分,其中彗核通常被認為是彗星中心的固體部分。“羅塞塔”對“67P”的研究成果顯示,其彗核整體形狀呈現“雙瓣”結構,包括較小的“頭”、較大的“身”和連接兩部分的“脖子”。在“羅塞塔”拍攝的高清圖片上,可以見到“脖子”上橫著一條約500米長的清晰的裂縫。

“羅塞塔”對約70%的彗核表面拍照,其餘看不見的部分位於彗星南半球。已成像區域可劃分為5種地質形態:塵埃覆蓋區域、岩石樣表面區域、帶有小型坑狀結構和環形結構的區域、大型洼地和平滑地帶區域。多樣的地質形態出人意料,因為一般認為彗星各個部分大體上由同種材料構成,表面地質形態應大致相同。

照片還顯示“67P”表面存在著沙丘波紋狀結構,有些石頭後面還被“吹”出了風尾,可彗星並不像地球那樣有風。研究人員認為,這可能是因為彗星在受熱時冰揮發形成大氣或彗發,塵埃也隨著氣體逃逸,但速度不夠快又落回彗星表面,形成了這些特殊的地質特徵。

——否定磁場存在

“羅塞塔”觀測結果顯示“67P”上並沒有磁場,這或許會讓科學家重新認識太陽系構成。此前發現的月球岩石樣本以及隕石上都探測到較強的磁場,而“67P”上竟然沒有探測到一點磁場的跡象,這讓人驚訝。

此前有觀點認為,如果彗星上有磁場,或許能解釋其構成物質在太陽系形成初期如何聚集到一起,這次在目標彗星上的新發現則顯示上述觀點可能並不成立。

——發現多種有機化合物

2014年,“羅塞塔”攜帶的“菲萊”著陸器成功登陸“67P”,這也是首個在彗星上軟著陸的人造探測器。

“菲萊”在“67P”表面的塵埃中發現了多種有機化合物,初步分析顯示共有16種。其中,乙醛、甲胺等有機化合物在其他彗星上也曾發現過,但乙酰胺、異氰酸甲酯、丙醛和丙酮這4種有機化合物是首次發現。

此外,本次發現的16種化合物中有水、一氧化碳和甲烷,卻不包括二氧化碳和氨。二氧化碳是彗星冰的主要成分之一,氨則是含氮化合物的原材料。研究人員本以為彗星表面塵埃中肯定會存在這兩種分子,卻沒有發現,原因可能是在“菲萊”著陸的地區二氧化碳和氨早已蒸發。

——探測到氧分子

“羅塞塔”探測器還首次在“67P”的彗核周圍氣體中探測到氧分子,這將幫助人類更好地理解太陽系的形成過程。彗核釋放出的氣體蒸發物又稱彗發,主要由水、一氧化碳和二氧化碳組成。儘管科學家曾證明木星和土星上存在氧,但它此前從未在彗星上被發現。

此外,在“羅塞塔”環繞“67P”共同飛行的過程中,彗發中的氧分子和水分子的比例一直保持穩定,並未因彗星與太陽之間距離縮短或探測器軌道變化等原因發生變化。

鋻於彗發中氧分子的高含量和其與水分子比例的長期穩定,研究人員認為,彗星上的氧和水一樣來自彗核,而且氧是在彗星形成初期就已融進了彗核。

——發現“生命基石”

地球生命是怎麼來的?有一種理論認為,是墜落到地球上的彗星帶來了一些“生命基石”,這些物質在地球原始環境中互相作用,最終產生了生命。“羅塞塔”為這一假說提供了新的證據。

它發現,“67P”周圍稀薄的氣體中存在甘氨酸和磷元素。甘氨酸是一種氨基酸,而氨基酸在生物中發揮重要作用,被認為是“生命基石”。磷元素也廣泛存在於脫氧核糖核酸(DNA)和細胞膜等處,有重要的生理作用。

2014年“羅塞塔”釋放“菲萊”成功登陸彗核,時任歐航局局長讓—雅克·多爾丹說,“我們雄心勃勃的‘羅塞塔’任務已在歷史書上佔據一席之地”。確實,這一彗星探測項目的成果刷新了人類對彗星的認識。