人类探索恒星、行星、矮星系和小行星,可你听说过人类发射探测器探索彗星吗?不要觉得奇怪,人类已经探索了很多有意想不到的天体,其中就有身世成谜的彗星。
彗星
彗星与人类之前探索的天体不一样。首先,很多彗星的轨道是没有规律可言的,这对人类追寻其踪迹有着很大的难度。其次,有规律的彗星,比如哈雷彗星,其周期76年,运气不好的天文学家一生都遇不上一次。
最后就是,彗星受到的干扰很多,尤其是木星这个大块头,很多彗星本来飞得好好的,一遇见它,好家伙,轨迹立马改变。
木星
所以,虽然彗星的数量不算少,可真正能够让人成功探测的少之又少。于是科学家们挑来挑去,选中了一颗距离地球40亿公里的彗星,于是便发射探测器前往探索。这艘承载着无数人期望的飞行器,跨越数亿公里,在太空追逐了10年,终于到达了彗星附近。
飞行器近距离拍到的彗星
第一次近距离观察彗星,想想都很激动,不过这个彗星和人们想象中的不一样,有着另一种风景。那么探测器看见了什么?想要弄清楚这个问题,我们应该知道,人类为什么要花费这么多精力去探索彗星,毕竟,它并不是我们今后想要移民的目标。
为何探索彗星
人类探索彗星并不是为了以后从地球上跑路,而是要弄明白地球的过去。这么多年来,关于地球上的水是从何而来的,一直争论不休。
水来自哪?
很多人认为,水是地球自诞生以来就有的,只不过一直藏在地壳里。还有一种说法是,水其实是天外来客,它是彗星带来的。
之所以有这样的争论,是因为地质挖掘后人们发现,地球曾经经历过很炙热的火球时期,在地球诞生的最初几亿年。那个时候的地球上面全部都是岩浆和熔融状态的岩石。所以即便有水,也早就蒸发殆尽了。
现代岩浆
可就在地球冷却后没多久,它咯嘣一下就有了海洋,如此突然的水,不禁让人怀疑,水是哪里来的?也就因此出现了之前的两个猜测。想要证明地球上的水是彗星带来的,起码要真的近距离了解彗星才能下定论,可是人类真正了解的彗星太少了,这也让彗星带水这个假说一度被人类抛弃了一样。
彗星带水
终于,在2004年,欧洲航空局花费13亿欧元打造的罗塞塔计划实行,人们将探测器送往40亿公里外的一颗彗星——丘留莫夫-格拉西缅科彗星,又叫67P彗星。
丘留莫夫-格拉西缅科彗星
这是一颗有自己轨道和周期的彗星,轨道周期为6.44年,不仅如此,它还有自转周期,是12小时,相当于地球自转时间的一半。
67P彗星
为何一颗彗星既公转还自转呢?这就不得不提到木星,它被誉为彗星的坟墓,历史上撞击它的彗星数不胜数,距离最近的一次就是1994年的彗木相撞。由于木星的质量实在是太大了,任何从它身边飞过的彗星都不可避免地受到了影响。科学家推测,如果不是木星,地球可能会毁于一次与天体的撞击。
从2004年到2014年,罗塞塔号在太空中追逐了10年的时间,终于抵达目的地。历经千辛万苦才到达,但没时间给罗塞塔号休息,它马上拍摄了丘留莫夫-格拉西缅科彗星的第一张照片。
67P彗星的第一张照片
虽然是黑白的,但我们看清它的形状,有点像一个大哑铃,又有点像一个大靴子。总之它和人们印象中传统的天体相差甚远,更与我们心目中的彗星南辕北辙。
彗星通常会发光发亮,带着一条长长的尾巴,其核心是一块类似于陨石的固体物质,不过主要成分不是石头,而是固态水、固态的甲烷等,尾巴发光,也是因为温度升高,导致固态气体它发生升华,气体分子里面的粒子们发生了电子跃迁,从而闪现出光和颜色。
长尾巴的彗星
由于是黑白照片,67P彗星的光、尾巴通通没有,只有它的内核,一个巨大的不规则的固体物质。这景色,好像不是人们最初想看到的,不过也不要紧,这是人类第一次近距离观察彗星,虽然丑了点,可也是一次重大的突破。那么67P彗星,也就是丘留莫夫-格拉西缅科彗星,到底是一颗怎样的天体呢?
由于形状不规则,科学家们只能将其用长宽高来形容,长4.1千米,宽3.2千米,高1.3 千米。它看起来上面像是布满了岩石,风景看起来有点像地球上的山脉,其实这只是它上面的水和气体,因为低温呈现了固态。它的温度在零下94度到零下41度之间,没有液态水,因此可以彻底和生命说拜拜了。
布满岩石 没有液态水
罗塞塔号将一艘名为菲莱的登录器放上了67P彗星,想要采集上面的样本进行分析。经过菲莱的采集与分析,67P彗星含量最多的是水,也就是说我们看到的地貌其实大部分都是冰组成的。
可是,它的水跟地球上的水不一样。我们平时喝的水,是两个氢原子和一个氧原子组成,67P彗星上的水是氢原子的同位素氘组成。这说明,67P彗星很可能带有放射性。
67P彗星具有放射性
既然已经对67P彗星进行了深入的探索,难道就没有发现它是从哪里来的吗?
彗星的故乡
非常遗憾,虽然罗塞塔计划将67P从里到外研究了一个遍,可是真的没有证据显示它是哪里来的。只能根据科学家们的假设,为彗星设想一个故乡——奥尔特星云。
奥尔特星云
彗星的主要成分是冰和固态气体,说明其起源地在小行星带之外。因为根据太阳系八大行星可以看出,小行星带是一个分界线,其之内,是岩石行星们,火星、地球、金星、水星;其之外,则是气态行星,木星、土星、天王和海王星。
太阳系
而且说是气态行星,其实它们大部分的气体都因为温度太低呈现固态,时而又会在上面爆发最严重的风暴。因此,彗星的故乡,肯定在更远的地方。
之前大家一直认为,冥王星是太阳系的尽头,但是旅行者号探测器带回来的信息显示,冥王星本身处于一个叫柯伊伯带的地方,里面布满了是矮星系和其它碎片。再往外是什么,就没有现实的证据证明了,科学家们假象了一个天体,叫做奥尔特星云。
星际空间划分
这里也被认为是彗星的故乡。奥尔特星云是当初太阳系形成后,残留下来的星云遗骸,里面还有大量的气体以及尘埃。由于距离太阳太远了,这些气体便成为了固体,最后混合而成了一颗颗彗星。由于奥尔特星云还属于广义范围内的太阳系,因为彗星还是会受到太阳引力的影响,于是它们围绕着太阳旋转。
如果没有受到影响,彗星会以椭圆的轨迹围绕太阳,可是,木星、土星、天王星和海王星是太阳系最大的四个行星,它们一路干扰彗星的飞行,最后,大部分彗星都变为了无序彗星,没有自己的固定轨道和周期。但也有一些星云的彗星,在重重影响下还能维持力平衡,最后成为有规律的天体。
彗星飞行
虽然这些都是假说,不能作为67P彗星故乡的确凿证据,不过人类能成功拍摄并降落在彗星上,已经是巨大的进步。这颗彗星的景色不尽如人意,可谁又能否认它的意义呢?它是人类到达的第一颗彗星,但绝对不是最后一颗。
未来某一天,还会有更多彗星被探测,届时关于地球水的谜团,也许就自然解开了。