太阳系彗星显示出了彗星活动的证据 暗示了一种不为人知的机制的存在

2021-06-15 16:11:48

英国《自然》杂志19日发表的一项天体物理学最新发现,科学家团队在“星际访客”——2I/鲍里索夫周围包裹的彗发中探测到镍,这一发现是该星际彗星的起源和它诞生时所处条件的有力提示。由于观测到的温度过低无法使金属升华,因此这一发现超出了所有研究人员的预期,其也暗示了一种不为人知的机制的存在。

迄今在太阳系中观测到的星际天体只有两个:第一个1I/'奥陌陌被认为具有小行星的特征;第二个就是更为神秘的2I/鲍里索夫,显示出了彗星活动的证据。

彗星由行星形成后残留的尘埃和冰组成,能提供人类对早期太阳系化学组成的深刻见解。彗星的组成,是从对彗发的观测结果推断而来的。彗发是围绕在彗星周围的一团尘埃和气体,由于彗星的温度一般很低,无法将金属离子释放到彗发中,因此彗发中通常不存在金属。但有一个例外——靠近太阳的彗星,那里的温度预计超过了镍升华所需的700开尔文(K)。

此次,包括波兰雅盖隆大学科学家在内的研究团队探测到的镍原子之所以出乎意料,是因为在观测时间(2020年1月)内,2I/鲍里索夫距离太阳还很远,当时的温度估计在180K。为了验证确实是镍原子蒸气,研究团队基于估算的入射太阳能水平和2I/鲍里索夫的速度运行了镍释放模型。结果与观测数据基本吻合。科学家们认为,在低温下,镍可能通过名为光致离解的过程被一个含镍分子释放,而光子会在光致离解过程中分解化合物。

这一结果与在太阳系彗星的冷彗发中检测到镍的证据相符,该证据同样发表于《自然》杂志上,其显示了2I/鲍里索夫与太阳系彗星具有的相似性。比利时列日大学科学家在这项独立研究中证明,太阳系彗星的冷彗发中存在气体镍(和铁)。而两项研究的团队成员都认为,这些彗星与2I/鲍里索夫之间的相似性表明,“星际访客”的未知诞生地与我们的太阳系很相近。

在同时发表的新闻与观点文章中,美国奥本大学科学家评论称,如果人类能确定常见彗星和2I/鲍里索夫中镍和铁的起源,则能揭示不同行星系间相同的有机化学过程这一重要课题。

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