彗星?那是 45 億年前的你

當歐洲航天局的菲萊著陸器在 67P/C-G 彗星鬆散的彗核表面彈跳並著陸時,這不僅僅是太空探索,更是一次時間旅行。

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你好,祖先!彗星表面,菲萊著陸器的一隻著陸腳(圖片來源:ESA/Rosetta/Philae/CIVA)

當歐洲航天局的 菲萊著陸器 在 67P/C-G 彗星鬆散的彗核表面彈跳並著陸時,這不僅僅是太空探索,更是一次時間旅行。

這項卓越的航天器設計和操作壯舉,將我們帶到了一個幾乎沒有改變原始狀態的地方,它是塵埃星雲一小部分的凝聚和聚集,該星雲在 45.7 億年前自身的重量下坍縮,形成了我們的太陽系。


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67P/C-G 彗星屬於一個被稱為木星族的 彗星天體家族。這些天體的軌道週期約為 20 年或更短,並且不斷受到木星引力場的擾動。因此,它們可能是暫時的闖入者,有時會被拋入太陽,甚至丟擲太陽系。對 67P 軌道歷史的詳細分析(它僅在 1969 年被發現)表明,大約在 1840 年,與木星的一次更近距離的遭遇改變了它的軌道,使其不再僅僅接近太陽 4 個天文單位 (AU),而是開始接近 3 個天文單位。之後發生了更多的軌道偏移,可能在 1959 年左右,它被擾動到目前的軌道,使其在 6.45 年的週期內最接近太陽 1.29 個天文單位。

木星族彗星來自哪裡?它們的軌道傾角相對較低(軌道相對於主要行星的平面傾斜很小),目前最合理的推測是,大多數來自柯伊伯帶,這是一個位於海王星軌道之外的區域。數十億年來的引力擾動導致其中一些寒冷天體的軌道足夠接近,以至於被巨大的木星的影響捕獲,並被驅趕到太陽系內部。

因此,67P/C-G 是古代歷史的一部分。它形成於內行星軌道之外,是原始太陽星雲的物質以及原恆星、原行星盤中發生的化學和物理過程的混合物——原行星盤是一個旋轉的、軌道執行的結構,行星胚胎在那裡開闢了自己的領地,可能就像 最近在 ALMA 望遠鏡對 HL Tauri 系統觀察到的非凡結構一樣。

HL Tauri 系統,一個只有幾百萬年曆史的原行星盤(圖片來源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

這個彗星核包含矽酸鹽固體,從塵埃到脆弱的岩石,以及大量的揮發物——水、二氧化碳以及可能富含更豐富的有機物,其中可能包括氨基酸的前體(如果不是真正的氨基酸)。羅塞塔 已經嗅到了一種令人興奮的混合物 從彗核中沸騰而出。

儘管 67P/C-G 在過去 45 億年的大部分時間裡有效地保持了靜止狀態;但數十億甚至數萬億的兄弟姐妹和表親——從更乾燥、更岩石的小行星到富含金屬的行星胚胎——共同構建了年輕地球的表面,並沉積了它的化學沖刷物。生命似乎在幾億年後從同樣的沖刷物中出現。

因此,將 67P 彗星表面的照片視為我們家庭相簿的一部分並非瘋狂的想法。你身體的某些部分——你細胞中的原子——正是來自這種地方。這些元素已經花了 45 億年的時間在地球的 生物地球化學 系統中迴圈。也許它們中的一些曾經是其他生物體的組成部分:細菌、植物,甚至恐龍,在數十億年的時間裡被使用和丟棄了數百萬次。但現在它們是你的一部分。你只是這些更深遠歷史組成部分的短暫容器——這段歷史正在被一個小型機器人著陸器所檢驗,而這個著陸器本身也是由完全相同的古代原子混合物構建而成的。

 

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