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水星黑暗表面成因:彗星碳尘“漆”上去的

发布时间:2017-02-20 20:07 来源:翰林在线
  据台湾《科技新报》4月2日 报道,科学家一直以来试图为“水星反射率极低的表面”解谜,希望能找出水星表面之所以如此黑暗的原因,而最近,一群科学家似乎解开了谜底──一切都是彗星惹的祸。科学家们认为,数十亿年以来每当彗星经过水星时,其成分中的碳尘不断地将水星表面“漆”黑。

  水星外观与月球十分相似,表面布满大大小小的环形山(撞击坑),杭州新闻,且两者有个共通点──缺乏大气层。水星在 46 亿年前形成时,曾经历过彗星与小行星短暂的轮番撞击,但由于水星表面缺乏大气层来减缓撞击,导致水星表面布满了大量的陨石坑。科学 家曾假设,这些撞击坑与太阳风粒子轰击的过程中,在水星表面覆盖了一层薄薄的、暗色的铁纳米粒子。但科学家分析水星光谱资料后发现,其表面的纳米铁含量相 当稀少,证明先前的假设不足以解释水星的黑暗面貌成因。

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  研究指出,彗星尘埃成分中有 25% 的碳,当彗星靠近水星、接近太阳时,会被加热而开始碎裂,在这段过程中,彗星分裂的碎片会持续轰击水星,也因此碳尘得以将水星表面“漆”黑。

  这项研究由美国劳 伦斯利福摩尔国家实验室(LLNL)博士后研究员 Megan Bruck Syal 所主导,Syal 透过水星的陨石通量及撞击影响模型,估算出彗星 分裂时释放出的碳尘多久会影响水星一次,其中有多少碳粒子会留在表面、多少会被释放到太空中。经估算后她认为,数十亿年的轰击已让水星表面的碳含量达 到 3% 至 6%。

  算出水星表面的碳含量后,接着就要找出碳含量中造成其表面黑暗的比例为何。研究团 队以 NASA 的 Ames Vertical Gun Range(规格为 0.3 口径的瓦斯枪及火药枪),以其每小时约 25.7 公里的时速, 模拟发射抛射体对星体的影响,至于抛射体则模拟彗星成分、以糖为材料。

  研究团队将抛射体发射至模拟月海玄武岩(月球表面呈现大块黑色的玄武岩平原)的材料,而抛射体在发射后,受碰撞产生的热能使糖材料燃烧,发布的碳粒子使模拟月海玄武岩的材料表面反射光减少了 5%,其剩余的反射光约等同于目前水星最黑暗的表面区块。

  至于为何要用月海玄武岩模拟水星表面呢?研究团队表示,之所以选择玄武岩,是要看 看若原先表面就十分黑暗,还能否受碳粒子影响而加深漆黑程度。奇妙的是,尽管实验结果显示水星表面可能是被彗星碳尘“漆”黑的,浙江新闻,但光谱分析中并没有看到任 何碳的光谱讯号,也就是说,碳就好比无形的油漆,在数十亿年来持续为水星表面漆上隐形的涂黑剂。