羅塞塔67P是兩顆彗星相撞的結果

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】自從人類能夠近距離觀察太陽系的彗星，就發現了一些令人費解的事情。它們不是圓的，而是拉長或多裂的。這對於67P/Churyumov-Gerasimenko彗星(67P或Chury，簡稱Chury)無疑是正確的。由法國國家廣播公司(CNRS)的帕特里克·米歇爾(Patrick Michel)協調的國際團隊的一篇新論文解釋了它們是如何形成的。

這顆彗星67P/Churyumov-Gerasimenko，在2014-15年被羅塞塔(Rosetta)訪問過，顯然是兩顆彗星相撞的結果。一項新的研究解釋了碰撞發生的方式和時間。圖片信息及版權：ESA/Rosetta/OSIRIS - http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2014/12/Colour_image_of_comet, CC BY-SA 3.0

2014年歐洲空間局(ESA)的「羅塞塔」探測器訪問了67P，甚至在彗星表面安裝了登陸器「菲萊」。羅塞塔花了17個月的時間繞著67P軌道運行，在最接近的時候，羅塞塔距離67P的表面只有10公里(6英里)。在2016年9月羅塞塔的任務以它的引導影響到67P的表面，但是試圖了解彗星和它的兄弟們並沒有結束。

67P C-G彗星上「羅塞塔」和「菲萊」著陸器的概念圖。圖片信息及版權：European Space Agency – Rosetta and Philae at comet, CC BY-SA 3.0-igo

雖然羅塞塔67P照片是人類目前擁有最詳細的彗星照片，但其他的宇宙飛船也曾造訪過其他彗星。而大多數其他彗星也會出現拉長或多裂的現象。科學家們用「彗星合併理論」來解釋這些形狀。「兩顆彗星相撞，形成了像67P那樣多的彗星，但這一理論存在問題。

為了讓彗星融合，並以它們的方式出現，必須非常緩慢地融合，否則它們就會爆炸，也必須是非常低密度的，並且非常豐富的揮發性元素。「彗星合併理論」表明在太陽系早期，彗星之間的這種溫和的合併會發生在幾十億年前。這個理論的問題是：像67P這樣的物體怎麼能存活這麼久？67P是易碎的，在太陽系的一部分，它會遭受多次的碰撞。它怎麼能保留它的揮發物呢？

塵埃和氣體從彗星核中噴射出來的間歇泉被稱為噴射流。在核外傳遞的揮發性物質會造成彗星的昏迷。圖片信息及版權：ESA/Rostta/NAVCAM

在新的論文中，研究小組進行了一個模擬來回答這些問題。模擬結果顯示當兩個彗星在一次破壞性碰撞中相遇時，它們的物質中只有一小部分被粉碎並化為塵埃。在撞擊點對面的彗星表面，富含揮發物質的物質能夠承受撞擊。仍然被噴射到太空中，但是相對速度足夠低可以融合到一起。

這個過程形成了許多較小的天體，並不斷聚集，直到形成一個更大的天體。這個模擬中最令人驚訝的部分是整個過程可能只需要幾天，甚至幾個小時。整個過程解釋了像67P這樣的彗星如何保持它們的低密度，以及它們豐富的揮發物，為什麼會出現多裂片。

這張來自模擬的圖片展示了從兩個物體中噴射出的物質如何碰撞到一個雙流彗星。圖片信息及版權：ESA/Rosetta/Navcam – CC BY-SA IGO 3.0

模擬還回答了另一個問題：像67P這樣的彗星怎麼能存活這麼久？模擬的團隊認為這個過程可以以每秒1公里的速度進行。這些速度在柯伊伯帶是典型的，這是彗星的圓盤，67P的起源。在這條帶中，彗星之間的碰撞是經常發生的，這意味著在太陽系早期，67P不需要像之前想像的那樣形成。它可以在任何時候形成。該團隊的研究還解釋了67P和其他彗星的表面現象。它們通常有洞和層狀層，這些特徵可能是在重新吸積過程中形成的，也可能是在其形成之後形成的。

印和闐地區平坦地形上67 p c g,顯示分層(B)和圓形結構或坑(圈)。圖片信息及版權：ESA/Rosetta

這項研究的最後一點是關於彗星的組成，關注的一個原因是彗星的年齡。科學家們一直認為是古代的天體，研究它們將使我們能夠回顧原始的太陽系。雖然67p和其他的comets可能已經形成了比我們過去所認為的更近的時間，但這一過程表明在碰撞過程中沒有大量的加熱或壓實。因此最初的組成從早期的太陽系被保留完整。無論67P是什麼時候形成的，它仍然是形成時期的信使。

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參考：67P/Churyumov-Gerasimenko, Astronomy, Comets, rosetta, rosetta 67P

作者：Evan Gough

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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