科学家们展示了冰冷彗星上的地形是怎样演变的

博士生 Abhinav Jindal 站在彗星 67P 的罗塞塔任务图像前,模拟了冰冻世界上平滑地形的演变。 图片来源:Jason Koski/康奈尔大学

着眼于未来几年可能的返回任务,康奈尔大学的天文学家已经展示了平坦的地形——一个着陆航天器和收集样本的好地方——在冰冷的彗星世界上是怎样演变的。

通过将热模型应用于罗塞塔任务收集的数据——该任务在大约十年前赶上了杠铃状彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko——他们表明,地形影响了彗星数百米的表面活动。

该研究于 8 月 16 日发表在《行星科学杂志》上。

“你可以在彗星上拥有统一的表面成分,但仍然有活动热点,”主要作者、天文学研究生、艺术学院天文学副教授亚历山大海耶斯研究小组成员 Abhinav S. Jindal 说和科学。 “地形正在推动活动。”

金达尔说,彗星是由大约 46 亿年前太阳系形成时留下的尘埃、岩石和气体组成的冰体。 它们形成于太阳系的外缘,并在远离太阳热量的黑暗宇宙冰冻空间中度过了永恒的时光。

“与彗星形成时相比,它们的化学成分没有太大变化,使它们成为‘时间胶囊’,保存着太阳系诞生时的原始物质,”金达尔说,并解释说这些天体可能在早期地球上播下了水和生命的关键组成部分。

“随着其中一些彗星被拉入太阳系内部,”他说,“它们的表面发生了变化。科学正试图了解驱动过程。”

当彗星 67P 像每 6.45 年那样循环返回太阳时,它的身体会加速到一个称为近日点的点——它最接近的点——并且彗星变暖。 罗塞塔任务在彗星环绕太阳时跟踪它,并研究它的活动。 光滑的地形是观察到变化最多的地方,这使其成为掌握地表演变的关键。

金达尔和研究人员检查了 2015 年 6 月 5 日(第一次观察到活动时)和 2015 年 12 月 6 日(最终大规模变化时)之间 67P 上最大的平滑地形沉积物 Imhotep 地区 16 个地形凹陷的演变被观察到,金达尔说。

彗星经历了一个叫做升华的过程——在这个过程中,冰冷的部分在太阳的热量下变成了气态。 彗星光滑的因霍特普区域显示出同时侵蚀陡坡(弧形凹陷的陡峭边缘)和物质沉积的复杂模式。

欧洲航天局的罗塞塔任务于 2004 年 3 月发射,配备了名为菲莱的彗星登陆艇。 该航天器通过探索火星和一些小行星来等待时机,在发射十年后,罗塞塔号抵达彗星 67P 以陪伴该物体绕太阳运行。 2014 年底,它的小型无人机式菲莱飞船降落在彗星上; 2016 年底,罗塞塔号突然浮出水面。

金达尔相信科学总有一天会回到彗星 67P。 “这些彗星正在帮助我们回答我们来自哪里的问题,”他说。