從彗星的化學物質解讀太陽系初期長相

eric955168

作者 台北天文館 | 發布日期 2022年11月12日 0：00

美國中佛羅里達大學發表研究結果，支持彗星噴發分子就是太陽系形成初期的物質。論文發表於《行星科學期刊》。

彗星是由塵埃、岩石和冰組成的小天體，當靠近太陽，受太陽加熱釋出氣體。分析氣體的化學分子組成和比例，提供科學家重要線索，可研究彗星形成、太陽系誕生與演化，除了理論符合物理模型，還加上觀測資料佐證，讓太陽系模型更完整。

作者收集25顆彗星的噴發氣體觀測資料：水、二氧化碳和一氧化碳氣體含量。這些觀測資料來自其他科學研究團隊與不同天文望遠鏡的觀測結果，作者仔細將各來源數據校正統整，分析後發現，半數彗星二氧化碳對一氧化碳比例較高。

研究彗星最有趣的地方是，距太陽十分遙遠的歐特雲帶（Oort cloud）彗星，從來沒有或極少繞到太陽附近，它們被陽光加熱的彗髮二氧化碳比一氧化碳多。相比平常軌道會繞過太陽附近的彗星，比例完全相反。這是以前從未有人注意到的特性。

還有一個有趣發現，二氧化碳和一氧化碳比例，與科學家預測太陽系外圍環境一致。考慮彗星與太陽的距離，當彗星軌道到雪線（Snowline，雪線現在位置距太陽2.7個天文單位）之內，二氧化碳產生率也高於一氧化碳。研究團隊認為，太陽系外側歐特雲帶的彗星可能受宇宙射線強烈轟炸，以至於彗星外層幾乎無二氧化碳，等到接近太陽時，陽光和太陽風吹掉彗星外層，露出內部物質，釋放更多二氧化碳。這也與其他科學家論點相同，一氧化碳和二氧化碳於彗髮產生率（再轉換成碳氧比），可為評估彗星產生地是何方的關鍵指數。

作者表示，研究計畫的下一步是分析詹姆士韋伯太空望遠鏡（the James Webb Space Telescope）觀測半人馬小行星（Centaur）的二氧化碳和一氧化碳比，與這次彗星研究結果比較（半人馬小行星為軌道不穩定的小行星，本質為小行星的岩石，兼具彗星噴發氣體塵埃的特徵）。

▲ 65P／Gunn彗星影像，由NASA廣域紅外線巡天探測衛星 Wide-field Infrared Survey Explorer（WISE）拍攝。（Source：NASA）