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ALMA確認彗星的含塵彗髮可鍛造有機分子

2014/08/17 | | 標籤:

一組天文學家利用阿塔卡瑪毫米/次毫米電波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)製作一個艾桑彗星(C/2012 S1(ISON))和萊蒙彗星(C/2012 F6(Lemmon))周圍鬼魅般彗髮的3D影像,這些新影像能幫助天文學家瞭解彗星會在何處及如何製造新的化合物,包括那些讓人好奇的有機化合物。
比照圖

彗星含有某些太陽系中最古老、最原始的物質。如果能瞭解它們獨特的化學性質,或許可從中挖掘地球誕生的線索,以及地球上建造生命基石的有機化合物的起源。美國天主教大學(Catholic University)Martin Cordiner等人,利用ALMA觀測艾桑彗星和萊蒙彗星的高解析光譜資料,繪製這兩顆彗星的彗髮中的氰化氫(hydrogen cyanide,HCN)、異氫氰酸(hydrogen isocyanide,HCN)和甲醛(formaldehyde,H2CO)等3種重要有機分子的2D影像,另外加上這些分子的速度資料,繪製成一幅3D分佈圖,希望從中瞭解彗星的自然性質。

從立體分佈圖可見HCN氣體從彗核非常均勻地向各個方向流出,HNC則集中在團塊與噴流中。ALMA資料解析度夠高,所以可以清楚地看到這些有機分子團塊在彗髮不同區域中逐日、甚至逐時的流動變化。如此獨特的型態,讓天文學家確認HNC與H2CO分子的確是在彗髮中形成的,這是個新證據,證明HNC可能是經由大型分子或有機塵埃分裂的方式製造出來的。

這類有機塵物質進入地球大氣時較能抵抗大氣的破壞,或許在地球早期得以傳遞到地表,成就地球生命的誕生。因此瞭解有機塵的各種性質非常重要,ALMA的觀測顯然為這個領域的研究開啟一扇希望之窗。

當初Cordiner等人之所以挑選艾桑彗星和萊蒙彗星作為觀察對象,是因為這兩顆彗星屬於「中等亮度彗星」,所含有的這類關鍵分子的濃度非常低,不易以地面望遠鏡進行深度觀測。因此之前做過的類似觀測,僅能針對如海爾-波普彗星(Hale-Bopp)這種非常明亮的彗星;而ALMA的觀測,將目標得以推展到亮度中等的彗星上,將大大增加可觀測的目標彗星數,或是得以觀測更複雜、更難觀測的分子。

Cordiner等人是在2013年11月15~17期間利用ALMA觀測艾桑彗星,當時艾桑彗星距離太陽約7500萬公里,大約是0.5AU,即地球到太陽平均距離的一半。而萊蒙彗星的觀測是在2013年6月1~2日進行的,當時萊蒙彗星距離太陽約2億2400萬公里,約為1.5AU,即1.5倍地球到太陽的平均距離。

資料來源:ALMA Confirms Comets Forge Organic Molecules in Their Dusty Atmospheres, 2014.08.11, KLC

本文轉載自網路天文館

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