一系列彗星重新開啟了關(guān)于地球水源的爭(zhēng)論

球的水從哪里來?盡管具有冰冷核的彗星似乎是理想的候選者，但到目前為止，分析顯示它們的水與我們的海洋中的水不同。然而，現(xiàn)在是一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)，將天文物理和大氣輻射與物質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)室的CNRS研究人員(巴黎天文臺(tái) - PSL / CNRS /索邦大學(xué)/塞爾吉 - 蓬圖瓦茲大學(xué))和空間研究與儀器實(shí)驗(yàn)室召集在一起在天體物理學(xué)(巴黎天文臺(tái) - PSL / CNRS /索邦大學(xué)/巴黎大學(xué))，發(fā)現(xiàn)一個(gè)彗星家族，即多動(dòng)彗星，含有類似于陸地水的水。該研究發(fā)表在“ 天文學(xué)與天體物理學(xué) ”雜志上 在2019年5月20日，特別是基于SOFIA，NASA的平流層紅外天文觀測(cè)臺(tái)進(jìn)行的46P / Wirtanen彗星的測(cè)量。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)理論，地球被認(rèn)為是由稱為星子的小天體的碰撞形成的。由于這些水體的水質(zhì)較差，地球的水必須通過較大的星子或較小的物體(如小行星或彗星)淋浴。

為了追蹤陸地水源，研究人員研究了同位素比率1，特別是氘與氫的比率，稱為D / H比(氘是較重的氫)。隨著彗星接近太陽，它的冰層升華，形成可以遠(yuǎn)程分析的水蒸氣。然而，到目前為止測(cè)量的彗星的D / H比通常是海水的兩到三倍，這意味著彗星只能輸送地球水的10%左右。

當(dāng)彗星46P / Wirtanen于2018年12月接近地球時(shí)，使用SOFIA空中觀測(cè)站對(duì)其進(jìn)行了分析，這是在波音飛機(jī)上進(jìn)行的。這是第三顆被發(fā)現(xiàn)具有與陸地水相同的D / H比的彗星。像之前的兩顆彗星一樣，它屬于多動(dòng)彗星的類別，當(dāng)它們接近太陽時(shí)，它釋放的水比核的表面區(qū)域應(yīng)該允許的更多。過量是由大氣中存在的富含冰的顆粒產(chǎn)生的。

科學(xué)家在波音747 SOFIA上工作。圖片來源：Nicolas Baker / IRAP / NASA /CNRSPhotothèque

令人感興趣的是，研究人員確定了具有已知D / H比率的所有彗星的活性部分(即產(chǎn)生其大氣中存在的水量所需的核表面積的分?jǐn)?shù))。他們發(fā)現(xiàn)活性部分與水蒸氣的D / H比之間存在負(fù)相關(guān)：彗星趨向于過度活躍(即活性部分超過1)越多，其D / H比率下降越接近地球的。

多動(dòng)彗星，其水蒸氣部分來自排放到大氣中的冰晶，因此具有與陸地水類似的D / H比，不像彗星的氣體光環(huán)僅由表面冰產(chǎn)生。研究人員提出，在后者的大氣中測(cè)量的D / H比率不一定表明其核中存在冰。如果這個(gè)假設(shè)是正確的，那么所有彗星核中的水實(shí)際上可能與陸地水非常相似，重新開始關(guān)于地球海洋起源的爭(zhēng)論。