研究稱卡塔琳娜彗星的發光“尾巴”表明彗星向巖質行星輸送了碳

據外媒報道，2016年年初，一個來自太陽系邊緣的“訪客”從地球上飛馳而過。在它永遠消失在太陽系之外之前，觀星者短暫地看到了它的名字--卡特琳娜彗星（Comet Catalina）。其中捕捉到這顆出現在北斗星附近的彗星景象的，是美國宇航局的飛機上的望遠鏡--紅外天文學平流層天文臺(SOFIA)。利用其獨特的紅外儀器之一，SOFIA能夠在彗星尾部的塵埃光芒中找出一個熟悉的“指紋”--碳。

現在，這個內太陽系的一次性“訪客”正在幫助解釋更多關於地球的起源，因爲很明顯，像卡特琳娜這樣的彗星在太陽系早期形成過程中可能是地球和火星等行星上碳的重要來源。美國宇航局和德國航空航天中心的聯合項目SOFIA的新成果近日發表在《行星科學雜誌》上。

“碳是瞭解生命起源的關鍵，”論文的主要作者、天體物理學家、明尼阿波利斯大學明尼蘇達天體物理研究所教授 Charles “Chick” Woodward說。“我們仍然不確定地球在形成過程中是否能自己捕捉到足夠的碳，所以富含碳的彗星可能是提供這種基本元素的重要來源，導致了我們所知的生命。”

卡塔琳娜彗星和其他同類彗星來自太陽系最遠處的奧爾特雲地帶，它們的軌道很長，以至於它們到達我們的天體附近時，相對來說沒有發生任何變化。這爲研究人員提供了難得的機會來了解它們所來自的早期太陽系。

SOFIA的紅外觀測能夠捕捉到塵埃和氣體的成分，因爲它從彗星上蒸發，形成了彗星的“尾巴”。觀測結果顯示，卡塔琳娜彗星富含碳元素，這表明它形成於原始太陽系的外圍區域，那裡擁有碳庫，可能對形成生命很重要。

雖然碳是生命的關鍵成分，但早期的地球和內太陽系的其他類地行星在形成過程中溫度很高，以至於碳等元素流失或消耗殆盡。雖然木星和海王星等較冷的氣態巨行星可以支持外太陽系中的碳，但木星的“巨無霸”尺寸可能在引力作用下阻止了碳混回內太陽系。那麼內層岩石行星是如何演化成今天的富碳世界的呢?

研究人員認爲，木星軌道的輕微變化使得小型早期彗星的前體將碳從外部區域混入內部區域，在那裡融入地球和火星等行星。卡塔琳娜彗星富含碳的成分有助於解釋在太陽系早期炎熱、貧碳區域形成的行星如何演化成具有生命支持元素的行星。

“所有的陸地世界都會受到彗星和其他小天體的撞擊，它們攜帶着碳和其他元素，”Woodward說。“我們越來越接近了解這些對早期行星的撞擊究竟是如何催化生命的。”

研究人員需要對更多新彗星進行觀測，以瞭解奧爾特雲中是否還有許多其他富含碳元素的彗星，這將進一步支持彗星向地行星輸送碳和其他支持生命的元素。