一项新的研究表明,67P/丘留莫夫-格拉希缅科彗星上的水与地球海洋中的水具有相似的分子特征,这重新开启了这样的可能性:木星族彗星如67P可能曾帮助将水输送到地球。
根据这项研究,水对于生命在地球上形成和繁衍至关重要,并且至今仍是地球生命的核心。
大约在46亿年前,当我们的星球从太阳周围的气体和尘埃中形成时,一些水可能已经存在。但由于地球靠近太阳的强烈热量,大部分水可能已经蒸发了。关于地球最终如何变得富含液态水的问题,科学家们一直存在争议。研究显示,地球上的部分水源自火山喷发出的蒸汽;这些蒸汽冷凝后落入海洋。
然而,科学家们发现了证据表明,我们海洋中的大量水分可能来自撞击地球的小行星和彗星上的冰和矿物质。大约在40亿年前,小行星和彗星与太阳系内行星的碰撞潮使得这一可能性成为现实。尽管小行星供水到地球的案例证据较强,但彗星的作用却让科学家们困惑不已。
对木星族彗星——这些彗星包含来自早期太阳系的原始物质,并被认为是在土星轨道之外形成的——的研究显示,它们的水中含有与地球水相似的关键分子特征。这一特征是水中氘(D)与普通氢(H)的比例,它为科学家们提供了关于物体形成位置的线索。“它真的开始看起来像是这些彗星在向地球输送水分方面发挥了重要作用。
”NASA戈达德太空飞行中心马里兰州格林贝尔特的行星科学家凯瑟琳·曼特说。但在2014年,欧洲航天局(ESA)对67P的任务挑战了木星族彗星帮助填充地球水资源的想法。
分析罗塞塔号测量数据的研究人员表示:“这真是一个大惊喜,并让我们重新思考一切。”曼特团队决定使用先进的统计计算技术来自动化识别罗塞塔号超过16,000次测量中富含氘的水分的过程。
罗塞塔号在67P周围气体和尘埃构成的“彗发”中进行了这些测量。曼特团队首次分析了整个任务期间欧洲任务的所有水测量数据。研究人员想要理解导致彗星中氢同位素比例变化的物理过程。实验室研究和彗星观测表明,彗星尘埃可能会影响科学家检测到的彗星蒸汽中的氢同位素比例读数,这可能会改变我们对彗星水源地及其与地球上水相比的理解。
“我只是很好奇是否能在67P上找到这种现象的确凿证据。
”曼特说。“而这是一个非常罕见的情况:你提出一个假设并真的发现了它的发生。”事实上,曼特团队发现,在67P周围的“彗发”中进行测量时,在某些区域附近飞船所获得的数据可能无法代表整个彗核的真实组成。
随着彗星在其轨道上向太阳靠近,其表面会变暖并释放气体,包括附着有冰块的尘埃颗粒。研究表明,含有氘的水比普通水更容易附着在尘埃颗粒上。当这些尘埃颗粒上的冰释放到“彗发”中时,这种效应可能会使彗星看起来含有更多的氘。