彗星炙热烙印揭秘星系形成机制

人们曾经假设，彗星是由冰——太阳系中未曾改变的遗迹——构成的。因此当科学家在去年开始研究由彗星返回的第一个样本时，他们无不大吃一惊。这颗彗星所携带的矿物质竟然要在1400摄氏度的高温下才能够形成，这意味着这些矿物质一定来自于太阳附近。一个新的计算机模型模拟了这一切究竟是如何发生的，而这一发现将可能改变人们对于行星、小行星和其他太阳系天体形成过程的认识。

 星尘号探测器带回的Wild 2彗星上的矿物质是在1400摄氏度的温度下形成的。（图片提供: Dave Joswiak）

我们的太阳系起源于一颗位于巨大碟状尘埃气体星云中央的恒星。根据常规判断，太阳周围极端的高温会熔化这些尘埃并形成新的矿物质，而所有这些高温矿物质都只能向着太阳漂移，且不会向外发散。这就使到达星云内层和外层的矿物质类型产生了差异。然而星尘号探测器从Wild 2彗星采集并带回地球的高温矿物质，却给了这一假设致命一击。
 
美国华盛顿卡内基学院地磁研究所的行星科学家Fred Ciesla认为，他找到了这一难题的答案。由于计算上的失误，过去的模型都将星云作为一维对象进行处理。在这一模拟过程中，所有气体和尘埃都被假定为按照相同的模式运转，无论它们位于星云中央或远离中平面。然而Ciesla完成了更为复杂的计算——二维模拟。在这一过程中，大部分星云物质依然向着太阳移动，然而在中平面附近，向内的流动终止甚至发生了反转，从而使物质向着彗星形成的区域扩散。Ciesla在10月26日出版的《科学》杂志上报告了这一研究成果。
 
马里兰州格林贝尔特市美国宇航局（NASA）戈达德空间飞行中心的宇宙化学家Joseph Nuth表示：“Fred的模型棒极了。”他说，“它解释了许多观测结果”，包括星尘号探测器所发现的彗星包含有类似于太阳的物质构成——尽管其含量已经很低。Nuth说：“我推测，一旦这一模型得到承认，则星云化学建模将产生变化。”例如，这一发现将帮助我们了解金星、地球和火星上的水最终是如何变化的。

（群芳 编译www.science.com）