仔细看看彗星的冰冷条件

彗星67p / churyumov-gerasimenko在这里被罗萨斯航天器捕获的图像中看到。特派团的菲拉兰德袭击了表面的大爆炸，展示了彗星的表面很难。

NASA射流推进实验室的新研究使用了低温仪仪器，绰号“喜马拉雅山”，研究彗星形式的冰冷条件。

在实验室中滋生冰和有机物的天文学家可能已经发现了为什么彗星被包裹在硬，外壳中。

使用ICEBOX类似的仪器绰号喜马拉雅大，研究人员展示了彗星表面上的蓬松冰将在彗星朝向太阳朝向阳光下结晶和硬化并加热。作为水冰晶形式，变得更密集，更令人有序地，含有含碳的其他分子将被驱逐到彗星表面。结果是脆脆的彗星地壳，撒上有机粉尘。

“彗星就像被油炸的冰淇淋一样，”加利福尼亚州帕萨迪纳帕萨迪纳的射流推进实验室Murthy Gudipati说，在物理化学杂志上出现的最近一项研究的相应作者。“地壳是由结晶冰制成的，而内饰更冷，更多孔。有机物就像顶部的最后一层巧克力。“

该研究的领先作者是帕萨迪纳加州理工学院的博士后学者的Antti Lignell，他们以前与JPL的Gudipati合作。

研究人员已经知道彗星有柔软的内饰和看似硬的外壳。美国宇航局的深层影响和欧洲航天局的罗萨斯航天器都检查了彗星，发现了软，多孔内饰的证据。去年11月，Rosetta的Philae探测器在67P / Churyumov-Gerasimenko的表面上撞到了着陆，确认彗星具有硬表面。在深冲击任务之前，由有机分子和灰尘组成的黑色，烟灰型涂层，也已经看到了有机分子和灰尘。

但彗星地壳的确切构成 - 以及它的形式 - 仍然不清楚。

在新的研究中，研究人员转向地球上的实验室，将一个结晶彗星地壳的模型放在一起。实验开始含有无定形或多孔的冰 - 彗星最美酒和冰冷的卫星的建议组成。在这种状态下，水蒸气分子在极冷的温度下闪蒸在30个keelvin左右（减去243摄氏度，或减去405华氏度），在星球大战电影中“帝国罢工”中的汉语。陈述的状态被保留：水分子随意与其他分子（例如有机物）混合，并在该状态下仍然冷冻。无定形冰就像棉花糖，解释说，Gudipati：轻盈和蓬松，充满了空间口袋。

在地球上，所有冰都处于结晶形式。它不够冷，可以在我们的星球上形成无定形冰。即使是少数宽松的雪也在结晶形式，但含有比雪花更小的冰晶晶体。

Gudipati和Lignell使用了他们的喜马拉雅龙杆菌仪器从30个keelvin到150个kelvin（减去123摄氏度，或减去190华氏度），模仿彗星在阳光下迈出的情况会经历。冰已被注入一种有机物，称为多环芳烃或PAHS，它们在深度空间中的任何地方都可以看到。

结果令人惊讶。

“PAHS粘在一起，并在结晶时从冰宿主中排出。这可能是由于冰的相转变而对分子聚集在一起的第一次观察，这肯定对冰的化学和物理有许多重要的后果，“Lignell说。

用PAHS踢出冰混合物，水分子有空间来连接并形成更紧密的结晶冰的结构。

“我们在实验室中看到的 - 顶部有机物的结晶彗星地壳 - 与空间的观察结果相匹配，”Gudipati说。炸冰淇淋真的是完美的类比，因为彗星的内部仍然很冷，含有更多孔的无定形冰。“

彗星的组成对于了解他们如何将水和有机物交付给我们的新生，冒泡热的地球非常重要。来自Rosetta任务的新结果表明小行星可能是生命成分的主要载体;但是，争论正在进行，彗星可能会发挥作用。对于Gudipati，彗星是胶囊，不仅包含我们的星球历史，而且是我们整个太阳系的诞生。

他说：“想想我们对彗星的理解有多远，这很漂亮。未来的任务旨在将彗星的冷样品带回地球可以让我们完全解开他们的秘密。“

罗塞塔（Rosetta）是欧洲航天局的一次任务，其成员国和美国国家航空航天局（NASA）做出了贡献。帕萨迪纳加州理工学院的宣言，管理美国宇航局科学任务董事会罗斯塔特派团的美国贡献。

加州理工学院为NASA管理JPL。

出版物：Antti Lignell和Murthy S. Gudipati，“混合不混溶：在冰结晶温度附近的水中的碳氢化合物，“J. phy。化学A，2014; DOI：10.1021 / JP509513S.

图像：esa / rosetta / navcam