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彗星大气中的分子氧未在其表面形成

科学家已经发现67P彗星周围的分子氧不会像其他人所说的那样在其表面产生,但可能来自它的身体。

2014年8月至2016年9月,欧洲航天局的Rosetta太空船护送彗星67P / Churyumov-Gerasimenko绕太阳行进,投下探测器并最终坠毁在地面上。

当彗星足够接近太阳时,其表面上的冰“升华” - 从固体转变为气体 - 形成一种叫做昏迷的气体环境。通过Rosetta仪器对昏迷的分析表明,它不仅含有预期的水,一氧化碳和二氧化碳,还含有分子氧。

分子氧是两个连接在一起的氧原子,在地球上它是生命必不可少的,它是通过光合作用产生的。以前在木星的一些冰冷的卫星周围发现了它,但预计它不会在彗星周围被发现。

原始或新氧?

Rosetta科学团队最初报告说,氧气很可能来自彗星的主体或核。这意味着它是“原始的” - 当彗星本身在46亿年前的太阳系初期形成时,它已经存在。

然而,一组外部研究人员表示,彗星可能存在不同的分子氧来源。他们发现了一种在高能离子 - 带电分子引发的空间中产生分子氧的新方法。他们提出,彗星67P表面的高能离子反应可能是检测到的分子氧的来源。

现在,Rosetta团队的成员根据新理论分析了67P氧气的数据。在今天发表在Nature Communications上并由伦敦帝国理工学院物理学家领导的一篇论文中,他们报告说,提出的在彗星表面产生氧气的机制不足以解释观察到的昏迷水平。

没有足够的能量离子

第一作者,帝国物理系的Kevin Heritier先生说:“67P昏迷中第一次检测分子氧是非常令人惊讶和令人兴奋的。”

“我们使用高能离子的观察测试了表面分子氧生成的新理论,高能离子是触发表面过程的粒子,可能导致分子氧的产生。我们发现,存在的高能离子的量不能产生足够的分子氧来解释在昏迷中观察到的分子氧的量。“

来自Rosetta等离子协会帝国与科学联合研究员物理系的共同作者Marina Galand博士补充说:“分子氧的表面生成可能仍然发生在67P上,但昏迷中的大部分分子氧是不是通过这样的过程产生的。“

新分析与团队最初的结论一致,即分子氧最有可能是原始的。其他理论已被提出,但尚未被排除,但原始理论目前最适合数据。

最近的理论也支持了这一点,这些理论重新审视了暗云中分子氧的形成以及早期太阳系中分子氧的存在。在这个模型中,分子氧冻结在小颗粒上。这些谷物收集了更多的物质,最终形成了彗星并锁定了核中的氧气。

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