彗星では酸素単体で検出されていなかったほうが意外です。以下、機械翻訳。
彗星で最初の酸素分子検出
2015年10月28日
ESAのロゼッタ宇宙船は最初にしたその場で彗星、彼らはその形成中に彗星の中に組み込まれた示唆している驚くべき観察からガス放出酸素分子の検出。
ロゼッタは、一年以上彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコを研究されており、その核から注ぐ異なるガスを豊富に検出されました。水蒸気、一酸化炭素および二酸化炭素は、他の窒素、硫黄-および炭素含有種の豊富な配列で、最も多作であり、さらには「希ガスは、 'も記録しました。
酸素は宇宙で3番目豊富な元素であるが、ガスの最も単純な分子バージョン、O 2、においても、追跡するために驚くほどハードであることが証明された 星形成雲、それは非常に反応性であり、容易に結合するために離れて壊れているため、他の原子や分子。
たとえば、酸素原子は水、またはO2から遊離酸素を分割形成する冷塵粒の水素原子と結合することができるO2で再結合することができ、紫外線によるO2分子からオゾンを形成する（O 3）。
木星と土星の氷の衛星にその検出にもかかわらず、O 2が今までの彗星に関連する揮発性種のインベントリに行方不明になっていました。
「私たちは本当にO2を検出することを期待していなかった、彗星に-と、このような多量に-それはそう化学的に反応性であるので、それはかなりの驚きだったので、「カトリンベルン大学のAltwegg、との主任研究者は述べていますイオンと中性分析機器、ROSINAためロゼッタオービター分光計。
星間O２の検出の非常に多くの例がないので、「それはまた、予期しないです。それがその形成中に彗星に組み込まれている必要がありますにもかかわらず、したがって、これはそう簡単には現在の太陽系形成モデルでは説明されていません。」
チームはO２識別するために、2014年9月と2015年3月の間に彗星の周りに集めた3000以上のサンプルを分析した。彼らはH2Oに1〜10％の相対的な存在量を決定 3.80±0.85％の平均値、分子雲での化学反応を記述したモデルによって予測されるよりも高い大きさの順で。
検出された酸素分子の量は、核と解放機構にその起源がリンクされていることを示唆し、任意の時点で測定した水の量と強力な関係を示しました。これとは対照的に、O2の量見はほとんど彼らがO2に似ボラティリティ持っているにもかかわらず、一酸化炭素と窒素分子と相関していた。また、全くオゾンは検出されませんでした。
2015年10月18日に彗星 - NavCam
6ヶ月の試験期間にわたり、ロゼッタはその軌道に沿って太陽に向かってインバウンド、および核10〜30ｋｍほど近くに周回しました。太陽の距離が減少するにもかかわらず、O 2 / H 2 Oの比は、時間の経過とともに一定のままで、それはまた、彗星の上にロゼッタの経度や緯度と変化しませんでした。
より詳細には、O 2 / H 2 Oの比が高く、Hのために減少することが認められた2 O存在量、観察において製造表層水氷によって影響される可能性があり、観察毎日昇華・凝縮プロセスを。
チームが存在し、一貫して高いO2の豊富さを説明する可能性を探求、最初のタイムスケールの範囲にわたって、水氷の光分解や放射線分解を考慮して、水との関係だけでなく、オゾンの欠如を。
太陽系外縁部に氷の衛星で観測され、プロセス、および土星の環中 - 放射線分解をより精力的な光子または高速電子とイオン氷にエネルギーを堆積させ、分子をイオン化することを含むのに対し、光分解では、光子は、分子間の結合を破壊します。いずれかのプロセスは、原理的には、酸素分子の生成及び解放をもたらすことができます。
放射線分解は、彗星はカイパーベルトで過ごしたとO2のビルドアップにつながっていることを何十億年にわたって動作しているであろう数メートルの深さに。しかし、これらのトップの層は、すべての彗星はO2のソースとしてこれを排除、その内側の太陽系の軌道に移動してからの時間で削除されている必要があります、今日見られます。
Oのより最近の世代の太陽風粒子とUV光子によって放射線分解と光分解を経由してのみ彗星の上、数マイクロメートルで発生している必要があります。
「これは、O2の主な源であった場合でも、我々はO2の減少が見込まれているであろうO2 / H 2この層は我々の観察の6ヶ月間のタイムスパンの間に除去されたように、O2比を、「アンドレBieler氏は述べていますミシガン大学とジャーナルに新しい結果についての論文の主執筆者ネイチャー今週。
「O2の瞬間世代は、それが変数O2につながるはずとも、考えにくい2異なる照明条件の下での比率を。その代わりに、原始O2可能性が高いと思われるは、何とかその形成中に彗星の氷の中に組み込まれた、と今日水蒸気でリリースされています。」
あるシナリオでは、ガス状のO 2が最初に私たちの太陽系の初期の原始太陽系星雲段階での水の氷の中に組み込まれることになります。原始惑星系ディスクの化学モデルは、ガス状のO2の高い存在量と予測している -243ºCがO2で水氷を形成するのに必要とされるよりも少ないに-173ºC以上の温度から彗星形成ゾーンで利用できるかもしれないが、急速冷却塵粒に捕捉されました。粒子は、その後、化学的に変更されることなく、彗星に組み込まれなければならないであろう。
「他の可能性は非常に典型的には、雲のために期待-263ºC上記10-20ºCの温度やで、高密度の分子雲の異常に暖かい部分に形成されているソーラーシステムを含む、「オランダのライデン天文台のEwineバンDishoeckは言います、紙の共著者。
「これはまだに関する外太陽系星雲で、また、ロゼッタの彗星で、以前の所見と彗星形成条件の推定値と一致しているN2の低量。 "
また、氷の塵粒の放射線分解は、より大きな体に先立って彗星の増価に行われている可能性があります。この場合、O 2は、水素が出て拡散しながら、穀物の水氷の空隙に捕捉されたO2の再防止残るを水にし、O2の増加と安定したレベルになり固体の氷で。
核へのそのような氷の粒の取り込みはHで観察された強い相関説明できる今日彗星で観測O2を。
"かかわらず、それがなされたかの、O 2はまた、何らかの形で彗星の降着段階で保護されていた：これは、O2を避けるために静かに起きている必要があります 、さらに化学反応によって破壊されたが、「カトリンが追加されます。
「これは太陽系の進化の私達のモデルのための可能な意味合いを持つ彗星コミュニティ内や内外の研究のための興味深い結果であり、「マット・テイラー、ESAのロゼッタプロジェクトの科学者は述べています。
編集者のための注意事項
67P / Churyumov-ゲラシメンコの昏睡状態で豊富な酸素分子 A. Bielerらは、「雑誌ネイチャーの2015年10月29日号に掲載されている」
彗星で最初の酸素分子検出
2015年10月28日
ESAのロゼッタ宇宙船は最初にしたその場で彗星、彼らはその形成中に彗星の中に組み込まれた示唆している驚くべき観察からガス放出酸素分子の検出。
ロゼッタは、一年以上彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコを研究されており、その核から注ぐ異なるガスを豊富に検出されました。水蒸気、一酸化炭素および二酸化炭素は、他の窒素、硫黄-および炭素含有種の豊富な配列で、最も多作であり、さらには「希ガスは、 'も記録しました。
酸素は宇宙で3番目豊富な元素であるが、ガスの最も単純な分子バージョン、O 2、においても、追跡するために驚くほどハードであることが証明された 星形成雲、それは非常に反応性であり、容易に結合するために離れて壊れているため、他の原子や分子。
たとえば、酸素原子は水、またはO2から遊離酸素を分割形成する冷塵粒の水素原子と結合することができるO2で再結合することができ、紫外線によるO2分子からオゾンを形成する（O 3）。
木星と土星の氷の衛星にその検出にもかかわらず、O 2が今までの彗星に関連する揮発性種のインベントリに行方不明になっていました。
「私たちは本当にO2を検出することを期待していなかった、彗星に-と、このような多量に-それはそう化学的に反応性であるので、それはかなりの驚きだったので、「カトリンベルン大学のAltwegg、との主任研究者は述べていますイオンと中性分析機器、ROSINAためロゼッタオービター分光計。
星間O２の検出の非常に多くの例がないので、「それはまた、予期しないです。それがその形成中に彗星に組み込まれている必要がありますにもかかわらず、したがって、これはそう簡単には現在の太陽系形成モデルでは説明されていません。」
チームはO２識別するために、2014年9月と2015年3月の間に彗星の周りに集めた3000以上のサンプルを分析した。彼らはH2Oに1〜10％の相対的な存在量を決定 3.80±0.85％の平均値、分子雲での化学反応を記述したモデルによって予測されるよりも高い大きさの順で。
検出された酸素分子の量は、核と解放機構にその起源がリンクされていることを示唆し、任意の時点で測定した水の量と強力な関係を示しました。これとは対照的に、O2の量見はほとんど彼らがO2に似ボラティリティ持っているにもかかわらず、一酸化炭素と窒素分子と相関していた。また、全くオゾンは検出されませんでした。
2015年10月18日に彗星 - NavCam
6ヶ月の試験期間にわたり、ロゼッタはその軌道に沿って太陽に向かってインバウンド、および核10〜30ｋｍほど近くに周回しました。太陽の距離が減少するにもかかわらず、O 2 / H 2 Oの比は、時間の経過とともに一定のままで、それはまた、彗星の上にロゼッタの経度や緯度と変化しませんでした。
より詳細には、O 2 / H 2 Oの比が高く、Hのために減少することが認められた2 O存在量、観察において製造表層水氷によって影響される可能性があり、観察毎日昇華・凝縮プロセスを。
チームが存在し、一貫して高いO2の豊富さを説明する可能性を探求、最初のタイムスケールの範囲にわたって、水氷の光分解や放射線分解を考慮して、水との関係だけでなく、オゾンの欠如を。
太陽系外縁部に氷の衛星で観測され、プロセス、および土星の環中 - 放射線分解をより精力的な光子または高速電子とイオン氷にエネルギーを堆積させ、分子をイオン化することを含むのに対し、光分解では、光子は、分子間の結合を破壊します。いずれかのプロセスは、原理的には、酸素分子の生成及び解放をもたらすことができます。
放射線分解は、彗星はカイパーベルトで過ごしたとO2のビルドアップにつながっていることを何十億年にわたって動作しているであろう数メートルの深さに。しかし、これらのトップの層は、すべての彗星はO2のソースとしてこれを排除、その内側の太陽系の軌道に移動してからの時間で削除されている必要があります、今日見られます。
Oのより最近の世代の太陽風粒子とUV光子によって放射線分解と光分解を経由してのみ彗星の上、数マイクロメートルで発生している必要があります。
「これは、O2の主な源であった場合でも、我々はO2の減少が見込まれているであろうO2 / H 2この層は我々の観察の6ヶ月間のタイムスパンの間に除去されたように、O2比を、「アンドレBieler氏は述べていますミシガン大学とジャーナルに新しい結果についての論文の主執筆者ネイチャー今週。
「O2の瞬間世代は、それが変数O2につながるはずとも、考えにくい2異なる照明条件の下での比率を。その代わりに、原始O2可能性が高いと思われるは、何とかその形成中に彗星の氷の中に組み込まれた、と今日水蒸気でリリースされています。」
あるシナリオでは、ガス状のO 2が最初に私たちの太陽系の初期の原始太陽系星雲段階での水の氷の中に組み込まれることになります。原始惑星系ディスクの化学モデルは、ガス状のO2の高い存在量と予測している -243ºCがO2で水氷を形成するのに必要とされるよりも少ないに-173ºC以上の温度から彗星形成ゾーンで利用できるかもしれないが、急速冷却塵粒に捕捉されました。粒子は、その後、化学的に変更されることなく、彗星に組み込まれなければならないであろう。
「他の可能性は非常に典型的には、雲のために期待-263ºC上記10-20ºCの温度やで、高密度の分子雲の異常に暖かい部分に形成されているソーラーシステムを含む、「オランダのライデン天文台のEwineバンDishoeckは言います、紙の共著者。
「これはまだに関する外太陽系星雲で、また、ロゼッタの彗星で、以前の所見と彗星形成条件の推定値と一致しているN2の低量。 "
また、氷の塵粒の放射線分解は、より大きな体に先立って彗星の増価に行われている可能性があります。この場合、O 2は、水素が出て拡散しながら、穀物の水氷の空隙に捕捉されたO2の再防止残るを水にし、O2の増加と安定したレベルになり固体の氷で。
核へのそのような氷の粒の取り込みはHで観察された強い相関説明できる今日彗星で観測O2を。
"かかわらず、それがなされたかの、O 2はまた、何らかの形で彗星の降着段階で保護されていた：これは、O2を避けるために静かに起きている必要があります 、さらに化学反応によって破壊されたが、「カトリンが追加されます。
「これは太陽系の進化の私達のモデルのための可能な意味合いを持つ彗星コミュニティ内や内外の研究のための興味深い結果であり、「マット・テイラー、ESAのロゼッタプロジェクトの科学者は述べています。
編集者のための注意事項
67P / Churyumov-ゲラシメンコの昏睡状態で豊富な酸素分子 A. Bielerらは、「雑誌ネイチャーの2015年10月29日号に掲載されている」
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