近日,刊登在《科学》杂志上的文章表示,之前对彗星的研究从未观察过这种有机分子,该彗星表面上存在不同的结构但其内部结构非常均匀,有机化合物形成团聚体而不是分散在冰晶中,这些是由Philae首次提供的有关彗星Churi的结果。这些现场发现包含了大量全新的信息,比较之前彗星的观测和当前模型之间存在的差异。
以前未报告的有机化合物
Philae初次接触彗星核25分钟后,COSAC(彗星样本和组合实验)用嗅觉模式进行了第一次化学分析,也就是说,粒子被动地进入仪器中进行检查。这些粒子可能来自Philae首次接触地面而产生的飞扬尘土。样本中16个化合物被确定,被分为6类有机分子(醇类、金属羰基合物、胺、腈、酰胺和异氰酸酯)。其中4种在彗星中首次被发现(甲基异氰酸酯、丙酮、丙醛和乙酰胺)。
这些粒子是前体分子,对生命来说非常重要(含有糖、氨基酸、DNA基质等)。然而,可能存在的更复杂的化合物在首次分析中没有得到明确确认。
团聚体的原始有机质
用于CIVA实验的摄像机(彗星红外线和可见分析器)显示,Philae最终着陆点附近的地形被黑团控制,可能是由有机化合物组成的大量晶粒。因为彗星物质自起源以来几乎没有被改变过,这意味着在太阳系的早期历史中,有机化合物已经以晶粒的形式聚集在一起,而不只是以前那样小分子储存在冰晶中的形式。这些晶粒引入到行星后可能导致海洋生命的出现。
多样的地形隐藏均匀的内部结构
COSAC识别了大量的含氮化合物,但没有硫化物,这与ROSINA 仪器所观察到的恰恰相反。这表明,化学成分变化取决于区域采样的不同。
此外,根据Philae的跳跃着陆可以推断出彗星表面力学性能。着陆器首次降落在一个被称为Agilkia的地点上,然后弹跳几次到最后的着陆点Abydos上。Philae的轨迹和仪器记录的数据显示,Agilkia由至少20厘米宽的颗粒材料组成,而Abydos有一个坚硬的表面。
另一方面,彗星内部似乎比预测的模型更均匀。雷达实验ConSERT(通过无线电波传输彗星核探测实验)首次提供调查一个彗星核内部结构的机会。调查发现传播时间和振幅的信号经过彗星上部的“头”(Churi较小的两边)表明,这部分是大致均匀的,有数万米的规模。数据也证实它的孔隙度高(75 85%),其电性质尘土堪比碳粒陨石。
一个坚固的表面
CIVA-P(P指全景)的实验中,七个微型照像机对Philae的最终着陆地点进行了全景(360°)图像的拍摄。这表明断裂区在大尺度上也被Rosetta 观察到。断裂是由热应力引起的,因为彗星绕太阳公转造成温差较大。
Philae的位置和方向的信息
实景中可以看到的地方在一英尺的全景图像都能全部展现出来,包括Philae所处的位置。它处在一个与自己大小相近的洞中,躺在洞中的一侧,并且被悬崖壁包围着,悬崖壁阻碍它对太阳能能量的摄入以及与Rosetta 的联通。
历经三个时期,通过人造卫星Rosetta和Philae的直接观察,CONSERT仪器能够锁定Philae所处的地区大小(2250 m2)。这使得它更容易重现机器人从第一个接触点Agilkia到最后着陆地点Abydos经历的轨迹。之后,通过使用信号经过彗星内部,CONSERT减少了Philae不确定性位置(区域的边缘命名Hatmehit),区域大小为714 m2。
PMC:
PMID:
67P/Churyumov-Gerasimenko surface properties as derived from CIVA panoramic images
.J.-P. Bibring1,*, Y. Langevin1, J. Carter1, P. Eng1, B. Gondet1, L. Jorda2, S. Le Mouélic3, S. Mottola4, C. Pilorget1, F. Poulet1, M. Vincendon1
The structure and composition of cometary constituents, down to their microscopic scale, are critical witnesses of the processes and ingredients that drove the formation and evolution of planetary bodies toward their present diversity. On board Rosetta’s lander Philae, the Comet Infrared and Visible Analyser (CIVA) experiment took a series of images to characterize the surface materials surrounding the lander on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Images were collected twice: just after touchdown, and after Philae finally came to rest, wher it acquired a full panorama. These images reveal a fractured surface with complex structure and a variety of grain scales and albedos, possibly constituting pristine cometary material.