為了更好地了解太陽(yáng)系的早期歷史，科學(xué)家們迫切需要更多的彗星樣本，研究人員分析了2006年NASA的星塵任務(wù)帶回地球的彗星塵埃。這些塵埃顆粒來(lái)自于彗星81P/Wild(也被稱為Wild 2)和太陽(yáng)系起源的日期，包含了關(guān)于它最早的歷史的線索。“星塵科學(xué)的未來(lái)”，發(fā)表在《隕星學(xué)與行星科學(xué)》期刊上的一篇論文總結(jié)了大約150篇基于星塵任務(wù)科學(xué)的科學(xué)論文。
美國(guó)航空航天局“星塵”飛船的概念飛行81P / Wild彗星。圖片：NASA/JPL-Caltech
它使一個(gè)重要的一點(diǎn)我們的知識(shí)的極限的早期protosolar磁盤的氣體和塵埃——野生2和其他太陽(yáng)系形成的柯伊伯帶彗星(那些來(lái)自海王星軌道之外的)的冰態(tài)天體環(huán)帶不代表樣本的外星物質(zhì)。與此形成對(duì)比的是，小行星在我們收集的隕石中有代表性，并且已經(jīng)被記錄了一個(gè)多世紀(jì)，而月球材料已經(jīng)被收集，并被送到科學(xué)家那里進(jìn)行阿波羅宇航員的分析。安德魯·韋斯特法爾(Andrew Westphal)是星塵團(tuán)隊(duì)的高級(jí)成員，也是加州大學(xué)伯克利分校的天體物理學(xué)家。
他敦促調(diào)查人員在地球上尋找更多的柯伊伯帶材料，因?yàn)槠洫?dú)特的起源。該論文的主要作者Westphal說(shuō)：在太陽(yáng)系中越來(lái)越遠(yuǎn)的地方，所采集的材料越來(lái)越原始。特別是當(dāng)從一顆彗星上得到一個(gè)樣本時(shí)，得到的樣本(已經(jīng))被深度凍結(jié)了46億年。一個(gè)典型的柯伊伯帶彗星大約有10%是未被改變的星際物質(zhì)。其中的一些物質(zhì)是由太陽(yáng)系形成之前的其他恒星的流出(排放)所凝結(jié)的前太陽(yáng)顆粒組成的。然而，大部分星際物質(zhì)可能是在星際介質(zhì)中形成的。
2006年一顆星塵的樣品返回艙在降落傘下成功著陸后返回。圖片：NASA
關(guān)于水的信息
確定在野生2中是否存在液態(tài)水也是彗星研究人員的一個(gè)重要目標(biāo)。天文證據(jù)顯示，彗星水可能有不同的氘-氫(D-to-H)比率，而且平均比率與地球上的水的比率不同。這是一個(gè)著名的例子，彗星67P/ Churyumov-Gerasimenko，從2014年到2016年被歐洲航天局的羅塞塔任務(wù)所研究。其他的彗星與氫的比率是用地面望遠(yuǎn)鏡測(cè)量。如果彗星水中的d - h比與地球的水不同，這可能意味著彗星并沒有將大部分的水送到地球表面。相反，研究人員推測(cè)是小行星帶著水，但是需要更多的研究來(lái)證實(shí)這一假說(shuō)。
在星塵的氣凝膠收集器中一個(gè)潛在的星際塵埃軌跡(圈)。圖片：UC Berkeley/Andrew Westphal
不幸的是，對(duì)于星塵研究者來(lái)說(shuō)，沒有“揮發(fā)物”——低沸點(diǎn)的分子——比如水——幸存下來(lái)，以6.1公里/秒的速度撞擊飛船的氣凝膠和鋁箔收集器(3.8英里/秒或13680英里/小時(shí))。這種情況已經(jīng)使科學(xué)研究從彗星到h的比率變得具有挑戰(zhàn)性。這些巖石存活了下來(lái)，但是沒有水被保存下來(lái)，然而一些稀有的有機(jī)物確實(shí)保存了它們的D/H比率。研究人員還尋找了層狀硅酸鹽，它們是一種粘土，可以保護(hù)它們內(nèi)部的水，但對(duì)由星塵收集的微粒的研究至今還沒有產(chǎn)生任何層狀硅酸鹽。
可能還有另一個(gè)研究彗星物質(zhì)的機(jī)會(huì)。美國(guó)宇航局正在考慮在本世紀(jì)20年代中期發(fā)射的兩個(gè)“新前沿”任務(wù)之一——“彗星天體生物學(xué)探測(cè)樣本返回(CAESAR)”探測(cè)器，其目的是為了從67P彗星上獲取樣本并將其返回地球。Westphal對(duì)星塵的研究得到了NASA的新興世界計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)室分析和返回樣本(LARS)項(xiàng)目的支持。
博科園-科學(xué)科普｜文：Elizabeth Howell/Space
