欧空局新发布罗塞塔号任务，终于揭示变色龙彗星的机制

　　罗塞塔号数据综合显示了目标彗星在观测的两年内，是如何反复改变颜色的。这颗变色龙彗星的核心在绕太阳近距离飞行时逐渐变得不那么红，然后在返回深空时又变红了。就像变色龙根据环境改变颜色一样，67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星也是如此。与变色龙不同，颜色变化反映了暴露在彗星表面和周围水冰的数量。在罗塞塔号任务开始时，飞船在距离太阳还很远的时候与彗星会合。
　　在这样的距离下，表面覆盖着一层层的灰尘，几乎看不到冰。这意味着当用VIRTIS（可见光和红外线热成像光谱仪）仪器分析时，表面显示为红色。当彗星越来越近时，越过了一条重要的边界，称为雪线。发生在距离太阳比地球远约三倍的地方，雪冻线内的任何东西都会被太阳充分加热，以至于冰将变成气体，这一过程被称为升华。
　　当罗塞塔跟随67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星穿过雪线时，VIRTIS开始注意到彗星的颜色发生了变化。当彗星接近太阳时，热量增加，隐藏的水冰也开始升华，将尘埃颗粒赶走。这揭示了一层层原始的冰层，这使得原子核的颜色变得更蓝，就像VIRTIS所看到的那样。在彗核周围，情况正好相反。
　　当彗星远离太阳时，彗星周围几乎没有尘埃，但那里含有水冰，因此显得更蓝。周围的尘埃云被称为彗发。当彗星越过雪线时，围绕核心尘埃颗粒中的冰迅速升华，只剩下脱水的尘埃颗粒。因此，当接近近日点时，昏迷变得更红了，近日点是它最接近太阳的地方。一旦彗星返回太阳系，VIRTIS显示颜色情况再次反转，因此彗核变得更红，彗发变得更蓝。
　　为了跟踪彗星的演化方式，VIRTIS团队必须分析跨越两年罗塞塔号任务4000多个不同的观测结果。领导这项研究的意大利INAF-IAPS天体研究所的Gianrico Filacchione说：要回答彗星变色机制是如何的这个大问题，像这样的长时间观测是非常重要的。原因是彗星是非常动态的环境，喷流往往会迅速出现在表面，然后同样突然地减少。
　　因此，比较偶尔的快照，可能会让我们对彗星长期演化的理解，因短暂的变化而产生偏差。然而，有如此大量的测量，意味着即使是短时间尺度的变化也可以被跟踪。彗核上正在发生事情之间的关联是地球上做不到的，这是一件全新的事情。这是因为地面观测无法分辨彗核，在67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的情况下，彗核的大小只有3公里左右。
　　现在，研究小组可以描述和理解彗星的长期演化过程，以及它在此过程中采取的步骤，这意味着可以将罗塞塔号上其他仪器的数据放入研究中。但这并不意味着我们对彗星了如指掌，光谱分析表明，尘埃的红色是由所谓的有机分子造成。这些是由碳组成的分子，在彗星上有丰富的种类。科学家们认为，它们对于了解地球上生命是如何形成的很重要。然而，为了近距离研究它们并识别这些分子，需要将彗星表面的样本送回地球。
　　把彗星的一部分带回地球真是彗星探索任务的圣杯，然而，在这成为可能之前，科学家将继续使用VIRTIS数据来研究67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的有机物。欧洲航天局罗塞塔项目科学家马特·泰勒(Matt Taylor)说：肯定会有更令人兴奋的结果，数据收集可能已经结束，但分析和结果仍将持续数年，这将增加罗塞塔号提供的丰富彗星知识遗产。
　　博科园｜研究/来自：欧空局ESA
　　参考期刊《自然》
　　DOI: 10.1038/s41586-020-1960-2
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