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彗星表面发现未知有机化合物

近日,刊登在《科学》杂志上的文章表示,之前对彗星的研究从未观察过这种有机分子,该彗星表面上存在不同的结构但其内部结构非常均匀,有机化合物形成团聚体而不是分散在冰晶中,这些是由Philae首次提供的有关彗星Churi的结果。这些现场发现包含了大量全新的信息,比较之前彗星的观测和当前模型之间存在的差异。

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以前未报告的有机化合物


Philae初次接触彗星核25分钟后,COSAC(彗星样本和组合实验)用嗅觉模式进行了第一次化学分析,也就是说,粒子被动地进入仪器中进行检查。这些粒子可能来自Philae首次接触地面而产生的飞扬尘土。样本中16个化合物被确定,被分为6类有机分子(醇类、金属羰基合物、胺、腈、酰胺和异氰酸酯)。其中4种在彗星中首次被发现(甲基异氰酸酯、丙酮、丙醛和乙酰胺)。


这些粒子是前体分子,对生命来说非常重要(含有糖、氨基酸、DNA基质等)。然而,可能存在的更复杂的化合物在首次分析中没有得到明确确认。


团聚体的原始有机质


用于CIVA实验的摄像机(彗星红外线和可见分析器)显示,Philae最终着陆点附近的地形被黑团控制,可能是由有机化合物组成的大量晶粒。因为彗星物质自起源以来几乎没有被改变过,这意味着在太阳系的早期历史中,有机化合物已经以晶粒的形式聚集在一起,而不只是以前那样小分子储存在冰晶中的形式。这些晶粒引入到行星后可能导致海洋生命的出现。


多样的地形隐藏均匀的内部结构


COSAC识别了大量的含氮化合物,但没有硫化物,这与ROSINA 仪器所观察到的恰恰相反。这表明,化学成分变化取决于区域采样的不同。

此外,根据Philae的跳跃着陆可以推断出彗星表面力学性能。着陆器首次降落在一个被称为Agilkia的地点上,然后弹跳几次到最后的着陆点Abydos上。Philae的轨迹和仪器记录的数据显示,Agilkia由至少20厘米宽的颗粒材料组成,而Abydos有一个坚硬的表面。


另一方面,彗星内部似乎比预测的模型更均匀。雷达实验CONSERT(通过无线电波传输彗星核探测实验)首次提供调查一个彗星核内部结构的机会。调查发现传播时间和振幅的信号经过彗星上部的“头”(Churi较小的两边)表明,这部分是大致均匀的,有数万米的规模。数据也证实它的孔隙度高(75 85%),其电性质尘土堪比碳粒陨石。


一个坚固的表面


CIVA-P(P指全景)的实验中,七个微型照像机对Philae的最终着陆地点进行了全景(360°)图像的拍摄。这表明断裂区在大尺度上也被Rosetta 观察到。断裂是由热应力引起的,因为彗星绕太阳公转造成温差较大。


Philae的位置和方向的信息


实景中可以看到的地方在一英尺的全景图像都能全部展现出来,包括Philae所处的位置。它处在一个与自己大小相近的洞中,躺在洞中的一侧,并且被悬崖壁包围着,悬崖壁阻碍它对太阳能能量的摄入以及与Rosetta 的联通。


历经三个时期,通过人造卫星Rosetta和Philae的直接观察,CONSERT仪器能够锁定Philae所处的地区大小(2250 m2)。这使得它更容易重现机器人从第一个接触点Agilkia到最后着陆地点Abydos经历的轨迹。之后,通过使用信号经过彗星内部,CONSERT减少了Philae不确定性位置(区域的边缘命名Hatmehit),区域大小为714 m2。


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