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在太阳系内外的彗星大气层中发现的金属让科学家们感到惊讶
在太阳系内外的彗星冰冷的大气层中竟然存在铁镍等金属蒸气 。
一项研究表明 ， 在第一颗已知的造访太阳系的星际彗星冰冷的大气中人们惊讶地中发现了金属原子 。
天文学家也在太阳系中局部彗星周围的寒冷的星环中探测到了金属 ， 这表明太阳系的彗星和星际彗星可能有相似的起源 ， 研究人员补充道 。
彗星 ， 是由行星形成时留下的尘埃和冰组成的 ， 可能为早期行星系统的化学成分提供关键线索 。 科学家们经常通过检查环绕在彗星中心周围的气体云和尘埃云 ， 也就是彗发 ， 来推断彗星的组成 。
【兴奋了，彗星中发现了金属，会颠覆我们的认知吗？】此图为彗星 C/2016 R2 (PANSTARRS) 的照片 ， 由 ESO'的SPECULOOS望远镜拍摄于智利拉纳尔天文台(图片来源: ESO/SPECULOOS Team/E. Jehin)
科学家们通常不会在彗星的彗星中探测到镍等金属 ， 因为彗星的表面通常太冷 ， 金属无法蒸发 。 这一规则的例外情况是当彗星接近或冲向恒星时 ， 这时温度很容易超过镍蒸气形成所需的温度 ， 也即800华氏度（425摄氏度） 。
现如今科学家们已经在已知的第一颗星际彗星2I/鲍里索夫的彗发中发现了镍原子 。 2019年首次被发现 ， 2I/鲍里索夫的速度和轨迹显示它是一颗来自星际空间的“流氓”彗星 ， 这使它成为第一个已知的星际彗星 ， 也是继煎饼状岩石1I/Oumuuma之后的第二个已知的星际访问者 。
这一发现出人意料——当天文学家一月份在智利使用超大望远镜首次看到这些镍原子时 ， 2I/鲍里索夫离太阳很远 ， 估计温度为零下135华氏度（零下93度） 。 他们出版的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现 。
利用彗星C/2016R2（泛星）的光谱 ， 叠加在用透视望远镜拍摄的彗星的真实图像上 ， 说明了在彗星模糊的大气中存在重金属铁(Fe)和镍(Ni) 。 光谱中的白色峰代表不同的元素 ， 铁和镍的白色峰分别用蓝色和橙色的破折号表示 。 (图片来源：ESO/L 。 Calcada/SPECULOOS 团队/E.Jehin ， Manfroid等)
同样 ， 在《自然》杂志上发表的一项独立研究中 ， 天文学家在大约20颗许多不同类型的太阳系彗星的寒冷彗发中发现了气态的镍和铁 。 他们用超大望远镜探测到的这些金属的光波长清晰可见 ， 混杂在彗中其他分子的光谱中 。
与彗星每秒产生220磅（100公斤）水相比 ， 这些彗星释放的铁和镍的量很小——只有每秒1克 。 巧合的是 ， 这些彗星每秒产生的镍含量几乎与美国5美分硬币的镍含量完全相同 。
列日大学的研究人员、这项研究的合著者达米恩·哈塞梅克斯在一份声明中说：“通常铁的含量是镍的10倍 ， 而这些彗星大气中 ， 我们发现这两种元素的数量大约相同 。 “我们得出的结论是 ， 它们可能来自彗星核表面的一种特殊物质 ， 在相当低的温度下升华 ， 以大致相同的比例释放出铁和镍 。 ”
在星际彗星2I/鲍里索夫的模糊大气中探测到镍(Ni) ， 右下角彗星的光谱叠加在2019年ESO超大望远镜拍摄的彗星的真实图像上 。 镍的线条用橙色的破折号表示 。 (图片来源：ESO/L 。 Calcada/O.海纳特 ， P.Guzik和M.Drahus)
至于在过去的20年里天文学家为何忽略了这些彗星大气中光谱清晰可见的金属原子 ， Piotr Guzik ， 合作撰写关于2I/鲍里索夫的研究的波兰克拉科夫天文学家告诉我：“可能 ， 直到现在 ， 没有一个曾经看到过这些镍或铁的光谱信号的观察者相信气态金属可能出现在这样一个寒冷的环境中 ， 所以他们便没有进一步分析 。 ”
目前还不清楚这些彗星是如何在如此寒冷的温度下产生金属的 。 一种可能性是 ， 来自太阳的强烈紫外线分解了彗星中的含镍分子 。
总而言之 ，Guzik说：“即使是镍这样的微小成分也共同存在于星际彗星鲍里索夫和太阳系中观测到的彗星中 ， 这一事实表明 ， 它们诞生的时间和地点是相似的 。 ”
