彗星炙熱烙印揭秘星系形成機制

人們曾經假設，彗星是由冰——太陽系中未曾改變的遺跡——構成的。因此當科學家在去年開始研究由彗星返回的第一個樣本時，他們無不大吃一驚。這顆彗星所攜帶的礦物質竟然要在1400攝氏度的高溫下才能夠形成，這意味著這些礦物質一定來自于太陽附近。一個新的計算機模型模擬了這一切究竟是如何發生的，而這一發現將可能改變人們對于行星、小行星和其他太陽系天體形成過程的認識。

 星塵號探測器帶回的Wild 2彗星上的礦物質是在1400攝氏度的溫度下形成的。（圖片提供: Dave Joswiak）

我們的太陽系起源于一顆位于巨大碟狀塵埃氣體星云中央的恒星。根據常規判斷，太陽周圍極端的高溫會熔化這些塵埃并形成新的礦物質，而所有這些高溫礦物質都只能向著太陽漂移，且不會向外發散。這就使到達星云內層和外層的礦物質類型產生了差異。然而星塵號探測器從Wild 2彗星采集并帶回地球的高溫礦物質，卻給了這一假設致命一擊。
 
美國華盛頓卡內基學院地磁研究所的行星科學家Fred Ciesla認為，他找到了這一難題的答案。由于計算上的失誤，過去的模型都將星云作為一維對象進行處理。在這一模擬過程中，所有氣體和塵埃都被假定為按照相同的模式運轉，無論它們位于星云中央或遠離中平面。然而Ciesla完成了更為復雜的計算——二維模擬。在這一過程中，大部分星云物質依然向著太陽移動，然而在中平面附近，向內的流動終止甚至發生了反轉，從而使物質向著彗星形成的區域擴散。Ciesla在10月26日出版的《科學》雜志上報告了這一研究成果。
 
馬里蘭州格林貝爾特市美國宇航局（NASA）戈達德空間飛行中心的宇宙化學家Joseph Nuth表示：“Fred的模型棒極了。”他說，“它解釋了許多觀測結果”，包括星塵號探測器所發現的彗星包含有類似于太陽的物質構成——盡管其含量已經很低。Nuth說：“我推測，一旦這一模型得到承認，則星云化學建模將產生變化。”例如，這一發現將幫助我們了解金星、地球和火星上的水最終是如何變化的。

（群芳 編譯www.science.com）