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Science特刊:菲莱结果可阐明彗星本质

摘要 : 当菲莱探测器于2014年11月12日在彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上挺住了跳跃式的着陆时,全世界都为此屏住了呼吸;这是探测器首次在一颗彗星上着陆。本期《科学》特刊重点介绍了7项新的研究,它们进一步探究了由菲莱传输回的数据。

 当菲莱探测器于2014年11月12日在彗星67P/Churyumov-Gerasimenko上挺住了跳跃式的着陆时,全世界都为此屏住了呼吸;这是探测器首次在一颗彗星上着陆。本期《科学》特刊重点介绍了7项新的研究,它们进一步探究了由菲莱传输回的数据。在一则详细的说明中,Jens Biele等人描述了菲莱降落在67P上的关键时刻:它从计划中的软性着陆区弹起并最终在远处的一个较硬的表面定了下来。基于弹跳轨迹而对两个表面不同压缩强度所做的分析能更好地阐明彗星的演化,并可改善对未来彗星使命的设计。在用成像工具对该着陆器印迹的深度特征谱进行分析之后,Biele和同事认为,菲莱的探测支脚先与一个软性的颗粒状表面(厚度大约为0.25米或0.82英尺)接触,该表面之下的那层则较硬。这一分层产生了一个大约1千帕的压缩强度,而菲莱的最后的(即在硬得多的着陆处的)压缩强度则超过了2兆帕(2000千帕),这可能促成了为什么只有一个支脚能在后一个表面锚定,且只是部分地锚定。

在由Wlodek Kofman等人撰写的一篇研究文章中,研究团队发现该彗星头的组成相当均质。为了更好地了解67P的内部,该团队将电磁信号透过彗星核而指向在相反侧的罗塞塔飞船。罗塞塔接收到的信号缺少某种散射的模式,表明该彗星的内部各处是均匀的。该小组用这些电磁测定进一步确定67P的尘/冰比例为0.4至2.6,而孔隙率为75%至85%。

由Fred Goesmann和同事所做的研究进一步地分析了67P的组成以确定其性质,他们所用的是COmetary SAmpling and Composition(或COSAC)仪器,后者用质谱分析法来检测某个分子的质荷比。当探测器最初接触彗星表面后及在最终的停息部位时,该装置在彗星表面以上10公里(6.2英里)处收集分子。这一过程检测到了16种有机化合物,它们中有4种(异氰酸甲酯、丙酮、丙醛和乙酰胺)是先前未知的存在于彗星上的物质。在一则相关的研究中,Ian Wright等人还分析了67P上的有机化合物,但所用的是托勒密——它是一种检测稳定同位素比率的仪器。他们的检测表明在该彗星的表面存在着一种辐射诱发的多聚物。托勒密检测还表明在该彗星上不存在如苯等芳香族化合物。

在由Jean-Pierre Bibring和同事所做的一则研究中,67P的表面在全景画面中接受了分析,这些画面是由某个有7个照相机组成的照相机组拍摄的,它们是彗星红外及可见光分析仪(CIVA)的一部分。这组照片是在菲莱最初弹起并最终着地后不久拍摄的,它们揭示了一个具有不同颗粒尺度及反射岩石结构的断裂表面,它们对这类原始太空物质提供了前所未有的信息。在菲莱接近67P的时候,远场序列和近场序列图像揭示了该彗星地理的一个更清晰的画面;

由Stefano Mottola等人对罗塞塔着陆器成像系统(ROLIS)下降画面的分析提示,67P的地貌受到了侵蚀的影响。颗粒区向外伸出的巨石被凹陷所包围,这些凹陷令人回想到在地球上所观察到的风尾,即风力侵蚀和沉积的结果。作者们推测,某些侵蚀是由于“溅洒”所致,即由来到的投射体冲撞所造成的一或多个土壤颗粒喷射;他们用模型证实了这些现象。

最后,为了确定67P的热与力学属性,Tilman Spohn和同事分析了来自装载在菲莱上的表层和亚表层(MUPUS)多功能传感器的热与穿透传感器数据。=由于该着陆器最终静息处是意外的,这些传感器无法穿透该坚硬的表面以获取亚表面的温度读数;然而,这些数据揭示了67P的日间表面温度在90和130开氏度之间变化。通过分析热惰性和土壤组成,该团队发现菲莱的最后着陆点表面被一种十分紧致的微孔尘冰层覆盖,其孔隙率为30-65%。总的来说,菲莱传输回来的独特数据让我们比以前任何时候都更了解彗星的属性。

原文链接:

The landing(s) of Philae and inferences about comet surface mechanicalproperties

Philae's First Days on the Comet

Comet lander's scientific harvest may be its last

ROSETTA

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