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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)在是一個國際團隊,將天文物理和大氣輻射與物質(zhì)研究實驗室的CNRS研究人員(巴黎天文臺 - PSL / CNRS /索邦大學/塞爾吉 - 蓬圖瓦茲大學)和空間研究與儀器實驗室召集在一起在天體物理學(巴黎天文臺 - PSL / CNRS /索邦大學/巴黎大學),發(fā)現(xiàn)一個彗星家族,即多動彗星,含有類似于陸地水的水。該研究發(fā)表在“ 天文學與天體物理學 ”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臺進行的46P / Wirtanen彗星的測量。
根據(jù)標準理論,地球被認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,形成可以遠程分析的水蒸氣。然而,到目前為止測量的彗星的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。
當彗星46P / Wirtanen于2018年12月接近地球時,使用SOFIA空中觀測站對其進行了分析,這是在波音飛機上進行的。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,它屬于多動彗星的類別,當它們接近太陽時,它釋放的水比核的表面區(qū)域應該允許的更多。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數(shù))。他們發(fā)現(xiàn)活性部分與水蒸氣的D / H比之間存在負相關(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,在后者的大氣中測量的D / H比率不一定表明其核中存在冰。如果這個假設(shè)是正確的,那么所有彗星核中的水實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論。
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