人类首次在彗星上发现氧气分子已“沉睡”几亿年

nschcl · 发表于 2015-10-30 07:44:49

彗星67P和探测器罗塞塔、登陆器菲莱。图片来自欧洲航天局（ESA）

人类首次在彗星上发现了氧气分子。这一意外发现，对目前的太阳系形成模型提出了质疑。
从2014年9月开始，欧洲航天局（ESA）发射的探测器罗塞塔（Rosetta）开始探测彗星67P中的物质，安装在罗塞塔上质谱仪检测到了氧气分子。
检测结果显示，离彗核越近，氧气分子含量越高。
该研究10月28日凌晨在线发表在国际知名学术期刊《自然》（Nature）上，论文标题为《在彗星67P/丘留莫夫－格拉西缅科的彗发中发现大量氧气分子》（Abundant molecular oxygen in the coma of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko）。
来自德国、美国、瑞士、比利时、荷兰、法国、以色列的33位科学家完成了这项研究。
彗发是彗核的蒸发物，彗星离太阳越近，被蒸发出的彗发就越大，在图像上是一团光晕。
令研究人员好奇的是，彗发中的这些氧气是从哪儿来的？

柯伊伯带(Kuiper belt)和奥尔特云(Oort cloud)被认为是太阳系彗星的两大主要“仓库”。彗星67P来自柯伊伯带。图片来自欧洲航天局（ESA）
在自然界，水可以被光解或者辐射裂解，生成氧气。研究人员也的确在彗星67P的彗发中检测到大量水分子。而太阳可以提供光解或辐射裂解所需的条件。
但上述反应不太可能是目前探测到的氧气分子来源，研究人员这样在论文中表示。
因为，如果是水光解或辐射裂解产生的这些氧气分子，那么这些反应只能发生在彗星大气层表面较浅的区域，同时，彗星在宇宙中不断在向外抛洒、丢失物质，随着时间的延长，检测到的氧气分子与水分子的比例应该不断减小，其比例也会随着光照条件的变化而变化。
但实际情况与此不同，二者比例保持恒定。罗塞塔探测器上得到的结果是H2O/O2=(1.9 0.3)*10^-3。
研究人员认为，这些氧气分子几亿年前就已存在了，并在彗星形成时被“锁住”。
“但很多现有的太阳系形成模型都不这么认为，因为氧气分子很活泼，它会与氢气分子反应掉。考虑到引力问题，气态的氧气能被锁住那么久，有点儿悬。”美国马里兰大学的天文学家迈克赫恩（Mike A’Hearn）这样告诉《自然》。