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發現保存於南極冰雪中的彗星塵埃

發現保存於南極冰雪中的彗星塵埃(Takaaki Noguchi)

研究人員日前發現了保存於南極冰雪中的彗星塵埃,這是科學家第一次在地球表面發現這樣的微粒。 這一研究成果開啟了尋找這種物質的一條前所未有的新途徑。 一旦彗星塵埃這種最古老的天文學微粒能夠被用於研究,將為搞清太陽系如何形成提供線索。

並未參與該項研究的美國華盛頓哥倫比亞特區卡內基研究所地磁學部行星科學家Larry Nittler表示:“對於那些研究地外物質的科學家而言這確實非常令人激動,因為這為獲取這些物質打開了 一扇大門。”他說:“研究人員找到了一些非常有趣和非常罕見的物質的新來源。”

直到最近,除了飛向太空,科學家收集“球粒狀隕石多孔星際塵埃粒子”,或者說彗星塵埃的唯一途徑便是駕駛研究飛機在平流層高度飛行。 這是一項非常艱苦的工作:幾個小時的飛行通常只能找到一顆塵埃微粒。 這項研究的共同作者、夏威夷大學及夏威夷地球物理與行星學研究所星際物質學家John Bradley表示,這麼少的樣本極大限制了科學家對物質進行的測試和分析研究。

Bradley指出,研究人員現在在南極發現了更多的彗星塵埃微粒。 他說:“通過這種方式有可能採集到2到4個數量級質量的塵埃微粒。”“我相信這樣採集的微粒有可能促成研究範式的轉換。”

與此同時,採集自南極的塵埃還更加干淨。 目前,科學家用飛機採集彗星塵埃往往都是使用一個塗抹著矽油的盤子捕捉微粒,就像用捕蠅紙逮蒼蠅一般。 這就使得塵埃微粒會被矽油以及隨後用於清洗它們的有機化合物所污染,從而讓想要研究其有機物質構成的科學家感到一籌莫展。

Nittler指出,比較在南極和在平流層收集的彗星塵埃微粒可以幫助科學家找出哪些成分是塵埃的自然化學組成,而哪些成分來自污染物。

2010年,一個法國研究小組報告說他們在南極冰雪中發現了一些緻密且富含碳的彗星微粒,但最新的研究則第一次發現了更為典型的彗星塵埃並得到了證明。 科學家曾認為,高孔隙度的、極其脆弱的粒子無法在地球上存在。

為了找到它們,研究人員從2000年開始,在南極的兩個不同地點採集了冰雪樣本。 通過將冰雪融化並過濾融水,他們採集到3000多個微小隕石——直徑為10微米或更大的來自空間的微粒。

在5年的時間裡,通過在立體顯微鏡下一個接一個地分析這些微小隕石,研究人員發現了40多個具有彗星塵埃特徵的微粒。 更進一步的分析表明,它們與採集自平流層的彗星塵埃幾乎無法區分,並且它們與美國宇航局(NASA)的星塵號任務於2006年採集的彗髮樣本也完全匹配。

研究人員日前在《地球與行星科學快報》上報告了這一研究成果。

主持這項研究的日本福岡九州大學隕石研究人員Takaaki Noguchi表示:“我們的研究結果表明,這種脆弱的微粒不但能夠在雪裡,也可以在冰裡被保存下來。”

之前在南極發現彗星塵埃的法國隕石研究人員Cecile Engrand表示,下一步將對這些微粒的有機構成進行更為細緻的分析。 她說:“對這些彗星顆粒進行的研究將有助於更清楚地了解行星的形成過程。它們是那段時期最好的見證者。”

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