科学家揭开宇宙中“冰冷尸体”天体形成之谜

伤我心太深

据国外媒体报道，彗星是宇宙中冰冷的天体，被称为天文学家比喻为“冰冷的尸体”，而构成彗星的材料则形成于非常高的温度之下，然而这些材料是从何而来的呢?来自法国国家科学研究中心和贝桑松大学的研究人员近日发现了这个现象背后的物理解释。他们已经能够证明形成彗星的材料如何从太阳系中最热的地方转移到太阳系外围区域，并形成彗星。相关研究成果已经发表在2011年7月的《天文与天体物理学》期刊上。
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　　深度撞击任务中探测器与坦普尔1号彗星相撞示意图
+ e2 v$ ~1 g" |% X　　2006年1月15日，经过8年左右的空间飞行，美国航空航天局“星尘”号探测器带着采集回来的彗星样本返回地球，并拍摄到了冰质彗核详细照片。这颗彗星名为维尔特二号彗星，编号为81P/Wild。彗星形成于非常低的温度，大约为50开尔文，即零下223摄氏度。分析结果显示：维尔特二号彗星由结晶硅酸盐和丰富的钙铝包裹体组成。而这两种矿物质形成需要较高的温度条件，大约在1000开尔文或者727摄氏度，如何能解释这个现象呢?" h9 P: |- H( ^3 Y0 f, J
　　法国国家科学研究中心与贝桑松大学、雷恩大学、杜伊斯堡-埃森大学(德国)以及宇宙科学观测站物理实验室合作，形成一个国际科学家联合小组，发现了这一天体形成之谜源于一种物理现象：光致迁动或者光致漂移，其在化学上称为光泳现象。这种力量取决于两个条件：太阳辐射强度和气体压力。在太阳系形成初期，彗星则形成于原始行星盘，在行星盘内部，则存在着无数固体颗粒，大小从几微米到几厘米不等，这些固体颗粒混合在星际气体中，并且让原始的太阳光照射。0 t, K: O' ]- V& N) a- x
　　据研究人员介绍，在光致迁动或者光致漂移原理的作用下，这些固体颗粒逐渐向行星盘外围区域运动。在太阳辐射的作用下，固体颗粒面向太阳的一面则处于较高的温度，就是说比较热，而另一面的温度则相对较低，在这个过程中，太阳系中的气体分子附着在这些固体颗粒的表面，影响了颗粒表面物化属性。6 b! ]9 g7 b* E7 x
　　然而，对于固体颗粒而言，面对太阳的一面非常“温暖”，就体现出更加的不稳定，相对于较冷的另一面而言，温暖一面的分子运动则更为激烈，这种不平衡的分子运动导致了固体颗粒两面的压力差，并且进一步推动固体颗粒远离太阳。2 \( e6 e6 I+ F7 o& p5 s: M7 ~
　　接下来，研究人员通过数字仿真技术，证实了光致迁动/光致漂移现象在其中扮演的重要作用。太阳系中的结晶硅酸盐颗粒形成于原始行星盘的内部，而行星盘内部区域则是靠近太阳，温度较高，接着这个颗粒在光致迁动/光致漂移作用下，移动到太阳系的外围区域，也就是较寒冷的地方，并随后参与了形成彗星的一系列天体活动。这种新颖的天体物理解释，可以通过观测原始行星盘中出现的尘埃环结构进行论证，从而也可以在一定程度上揭示出行星形成的条件。