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科学家记录彗星“季节”色彩的变化

“罗塞塔”任务发现在彗星接近和远离太阳时,彗星呈现出规律变化的红色和蓝色色调。

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67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星ESA/Rosetta/NAVCAM

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欧洲空间局的“罗塞塔”号探测器在2014年至2016年间环绕67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星运行,是首个绕彗星飞行的探测器。“罗塞塔”号对67P的近距离观察使科学家们获得了前所未有的机会来了解这些小的冰质天体。

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如今,一个研究团队解开了该彗星的又一个秘密。当彗星围绕太阳疾驰时,气体和尘埃云会膨胀和沉降,在彗星周围形成一层可见的、色彩不断变化的朦胧区域。

彗星的不同部分倾向于反射不同颜色的光,具体取决于彗星在其轨道上的位置,研究人员已经弄清楚,彗星上的尘埃和冰的季节性周期导致了这些颜色变化。

研究人员于周三在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。

彗星的色彩变化

该研究团队由意大利国家天体物理研究所(INAF)的Gianrico Filacchione领导,分析了“罗塞塔”号VIRTIS仪器对67P彗星的观测数据。VIRTIS测量了彗星反射出的各种颜色光,使科学家能够推断出其内部的化学成分。

研究人员查看了VIRTIS一年多的数据,发现在彗星接近和远离太阳的过程中,彗星反射出的光的波长(或颜色)发生了变化。

当彗星接近太阳时,彗星的大气层(彗发)变得更红,而彗核则显得更蓝。然后,当彗星在其轨道上远离太阳时,彗发变得更蓝,而彗核则变得更红。

冰和尘埃的循环

通过仔细分析和计算机模拟,研究人员推断颜色变化都归结于尘埃和冰。水冰倾向于反射更蓝色的光,而由碳和有机化合物组成的尘埃颗粒则反射更红色的光。

当彗星在其轨道上接近太阳时,太阳的光线加热了彗星,将大量尘埃颗粒从彗星表面吹入彗发。这使得彗发呈现红色,而彗核表面暴露出的冰更多,使其显得更蓝。

当彗星在其轨道上远离太阳时,这个过程发生了逆转:尘埃重新沉降到彗核上,使彗核看起来更红。而在这个轨道部分从彗核上扬起的颗粒往往富含水冰,这使得彗发显得更蓝。

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Filacchione在电子邮件中写道,从地球上进行的观测不可能捕捉到67P彗星彗发和彗核同时发生的变化。但通过将探测器送往彗星轨道上的有利位置,科学家们对这个冰质世界获得了前所未有的清晰认识。

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