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研究人员发现 一个彗星家族 即活跃的彗星 含有类似于陆地水的水

地球的水从哪里来?尽管具有冰冷核的彗星似乎是理想的候选者,但到目前为止,分析显示它们的水与我们的海洋中的水不同。

然而,现在是一个国际团队,将天文物理和大气辐射和物质研究实验室的CNRS研究人员(巴黎天文台 - PSL / CNRS /索邦大学/塞尔吉 - 蓬图瓦兹大学)和空间研究实验室和天体物理学仪器(巴黎天文台 - PSL / CNRS /索邦大学/巴黎大学)发现,一个彗星家族,即多动彗星,含有类似于陆地水的水。这项研究发表在2019年5月20日的天文学和天体物理学杂志上,特别是基于SOFIA,NASA的平流层红外天文观测台进行的46P / Wirtanen彗星测量。

根据标准理论,地球被认为是由称为星子的小天体的碰撞形成的。由于这些水体的水质较差,地球的水必须通过较大的星子或较小的物体(如小行星或彗星)淋浴。

为了追踪陆地水源,研究人员研究了同位素比率(1),特别是氘与氢的比例,称为D / H比(氘是氢的较重形式)。随着彗星接近太阳,它的冰层升华(2),形成可以远程分析的水蒸气。然而,到目前为止测量的彗星的D / H比通常是海水的两到三倍,这意味着彗星只能输送地球水的10%左右。

当彗星46P / Wirtanen于2018年12月接近地球时,使用SOFIA空中观测站对其进行了分析,这是在波音飞机上进行的。这是第三颗被发现具有与陆地水相同的D / H比的彗星。像之前的两颗彗星一样,它属于多动彗星的类别,当它们接近太阳时,它释放的水比核的表面区域应该允许的更多。过量是由大气中存在的富含冰的颗粒产生的。

令人感兴趣的是,研究人员确定了具有已知D / H比率的所有彗星的活性部分(即产生其大气中存在的水量所需的核表面积的分数)。他们发现活性部分与水蒸气的D / H比之间存在负相关:彗星趋向于过度活跃(即活性部分超过1)越多,其D / H比率下降越接近地球的。

多动的彗星,其水蒸气部分来自排出到大气中的冰晶,因此具有与陆地水类似的D / H比,不像彗星的气体光环仅由表面冰产生。研究人员提出,在后者的大气中测量的D / H比率不一定表明其核中存在冰。如果这个假设是正确的,那么所有彗星核中的水实际上可能与陆地水非常相似,重新开始关于地球海洋起源的争论。

笔记:

(1)同位素比率是同一样品中化学元素的两种同位素(具有不同质量的两种形式)之间的比率。这可以用于约会样品并确定其来源。

(2)升华是从固体(在这种情况下,冰)到气体(水蒸气)的直接过渡。

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