67P彗星的最新研究表明，它的水可能與地球上的水相似，這與羅塞塔（Rosetta）任務早先的發現相矛盾，羅塞塔的發現顯示氘含量很高。這表明彗星可能在向地球輸送水的過程中發揮了作用，因為先前的測量結果可能受到了塵埃的影響。

這張圖片由歐空局的”羅塞塔”導航相機於2015年3月14日在距離67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星中心約53英里處拍攝。 影像解析度為每像素24英尺，經過裁剪和處理，使彗星活動的細節更加清晰。 圖片來源：ESA/Rosetta/NAVCAM

科學家發現，67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星上的水與地球海洋中的水俱有相同的分子特徵。 這項發現對最近的研究提出了挑戰，並重新點燃了木星眷屬彗星（如67P）可能在向地球輸送水方面發揮作用的理論。

無論是在地球形成的過程中，或是在地球持續存在的過程中，水對於地球上的生命來說都至關重要。 雖然有些水可能是在46 億年前產生我們星球的氣體和塵埃雲中形成的，但在地球的早期，大部分水會因太陽的高溫而蒸發。 長期以來，地球如何擁有如此豐富的液態水一直是科學界爭論的議題。

研究表明，地球上的部分水源來自火山活動，火山爆發釋放的水蒸氣凝結成雨，灌入海洋。 不過，也有證據表明，地球上的水有很大一部分來自撞擊地球的小行星（可能還有彗星）攜帶的冰和礦物質。 大約40 億年前，小行星和彗星與太陽系內行星頻繁碰撞的時期可能是地球水供應的重要來源。

雖然小行星水與地球水的關聯十分緊密，但彗星的作用讓科學家感到困惑。 對木星系彗星（含有太陽系早期的原始物質，被認為是在土星軌道之外形成的）的幾次測量表明，它們的水與地球的水之間存在著密切聯繫。 這種聯繫是基於科學家用來追蹤太陽系中水的起源的一個關鍵分子特徵。

這個特徵是指任何物體的水中氘（D）與普通氫（H）的比率，它為科學家提供了有關該物體在哪裡形成的線索。 氘是氫的一種稀有的重同位素。 與地球上的水相比，彗星和小行星中的這種氫比例可以揭示其中是否存在連結。

由於含有氘的水更有可能在寒冷的環境中形成，因此在彗星等遠離太陽的天體中，這種同位素的濃度要高於在小行星等靠近太陽的天體中。

在過去幾十年裡，其他幾顆木星眷屬彗星水蒸氣中氘的測量顯示，氘的含量與地球上的水含量相似。

位於馬裡蘭州格林貝爾特的美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心的行星科學家凱瑟琳-曼特（Kathleen Mandt）說：”看起來這些彗星在向地球輸送水方面發揮了重要作用。” 曼特領導的研究於11月13日發表在Science Advances上，對67P中氘的豐度進行了修正。

但在2014年，歐空局（European Space Agency）對67P的”羅塞塔”（Rosetta）任務對木星眷屬彗星幫助地球蓄水的觀點提出了質疑。 分析了羅塞塔彗星水測量數據的科學家發現，羅塞塔彗星是所有彗星中氘含量最高的，氘原子的含量是地球海洋的三倍。

曼特說：”這是一個巨大的驚喜，它讓我們重新思考一切。”

團隊決定使用一種先進的統計計算技術，將在16000多次”羅塞塔”測量中分離富氘水的繁瑣流程自動化。 羅塞塔是在67P周圍的氣體和塵埃”彗星”中進行這些測量的。 曼特的團隊包括”羅塞塔”號的科學家，他們是第一個對整個任務期間歐洲任務的所有水測量數據進行分析的團隊。

彗星是由什麼組成的？ 這是前往67P/丘留莫夫-格拉西緬科彗星的”羅塞塔”任務希望回答的問題之一。 資料來源：美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室影響與未來研究

研究人員希望了解是什麼物理過程導致了彗星氫同位素比率的變化。 實驗室研究和彗星觀測表明，彗星塵埃可能會影響科學家在彗星蒸氣中檢測到的氫比例讀數，這可能會改變我們對彗星水的來源及其與地球水的比較的理解。

曼特說：”所以我很好奇，我們是否能找到在67P上發生這種情況的證據。這只是那些非常罕見的案例之一，提出了一個假設，卻發現它真的發生了。”

事實上，曼特的研究小組發現，67P彗星彗尾中的氘測量值與”羅塞塔”飛船周圍的塵埃量之間存在著明顯的聯繫，這表明在彗星彗尾的某些部分靠近飛船進行的測量可能無法代表彗體的成分。

當彗星在靠近太陽的軌道上移動時，其表面會升溫，導致氣體從表面釋放出來，其中包括帶有水冰碎片的塵埃。 研究表明，含氘的水比普通水更容易黏附在塵粒上。 當這些塵粒上的冰被釋放到彗星彗尾時，這種效應會使彗星看起來比實際擁有更多的氘。當塵埃到達彗星彗尾的外部時，也就是距離彗體至少75 英里的地方，塵埃已經乾涸。 由於富含氘的水已經消失，太空船可以精確測量來自彗體的氘量。

論文作者說，這項發現不僅對理解彗星在輸送地球水方面的作用有重大意義，而且對理解彗星觀測結果也有重大意義，因為彗星觀測結果提供了對早期太陽系形成的洞察力。這意味著我們有很大的機會重新審視過去的觀測，並為未來的觀測做好準備，這樣我們就能更好地考慮塵埃的影響。

編譯自/ ScitechDaily