回顾罗塞塔号的最佳时刻

自2014年以来,这艘航天器一直在绕一颗鸭子形状的彗星运行,但现在它的任务即将结束。
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罗塞塔号探测器接近楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)的示意图(探测器和彗星比例不符)。航天器:ESA/ATG medialab;彗星图像:ESA/Rosetta/NAVCAM

欧洲航天局的罗塞塔号探测器经历了12年不平凡的旅程。在2004年发射十年后,罗塞塔号创造了历史,成为第一艘在彗星上着陆探测器并围绕其绕太阳运行的航天器(尽管并非一帆风顺)。

但罗塞塔号最终将要关机了。周五,在东部时间上午7点前不久,罗塞塔号将坠入楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)的表面,降落在鸭子形状的冰和尘埃堆的较小“头部”,并永远切断与地球的通信。罗塞塔号将目标对准彗星活跃的Ma’at区域,在撞击前收集最后一批数据。

您可以在这里观看“壮观的坠落”直播。

自2014年8月抵达以来,罗塞塔号已经围绕这颗彗星运行了785天,帮助科学家们了解彗星的起源以及我们太阳系的历史。

“我们已经从将这些彗星视为‘尘土飞扬的雪球’,转变为认识到它们是一个复杂的动态‘世界’,拥有各种物理现象需要理解,”ESA的罗塞塔项目科学家Matt Taylor在发给《大众科学》的电子邮件中说。“本周,我们将结束任务操作,但这些数据将为科学研究提供数十年的工作,特别是为下一代科学家提供帮助。”

以下是这次为期两年的任务中最激动人心的一些亮点。

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2015年3月14日,罗塞塔号拍摄的楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)。ESA/Rosetta/NAVCAM

楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)看起来像个鸭子

当罗塞塔号接近楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)时,ESA的科学家们惊讶地发现它并非他们预期的那个足球形状的岩石。取而代之的是,楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)有两个明显的“脑叶”。

“这些图像隐约让我想起一只身体和头部都有的橡皮鸭,”负责罗塞塔号OSIRIS相机管理的Carsten Güttler在当时的新闻稿中说道

科学家们后来确定,楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)奇特的形状是两个较小的彗星以低速相撞的结果

近距离观察楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)让研究人员得出结论,它的两个“脑叶”很可能是在极低的温度下缓慢形成的。换句话说,彗星是太阳系形成过程中“古老的遗留物”,而不是在较大的天体碰撞时剥落下来的较年轻碎片。

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2016年9月2日,罗塞塔号发现了失踪已久的菲莱着陆器。ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA;背景:ESA/Rosetta/NavCam

菲莱着陆器坎坷的旅程

罗塞塔号的200磅重的菲莱着陆器本应在2014年11月轻轻地降落在彗星上。但着陆器在未能固定在彗星表面并弹开后,经历了一次颠簸的着陆,最终停在了一个阴暗的区域,那里无法给它的太阳能电池板充电。

菲莱着陆器不久后就失联了,进入休眠状态,直到2015年短暂地苏醒,然后再次沉默。ESA最终放弃了与菲莱着陆器联系的希望。然而,本月早些时候,罗塞塔号成功地发现了菲莱着陆器的最终位置。这使得科学家们能够更好地理解他们从菲莱着陆器收到的信号。

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一张楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)的地图,显示了其不同的区域;鸭子的“身体”在前,头部在后。ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

近距离接触楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)

罗塞塔号和菲莱着陆器对楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)进行了里里外外的探测。科学家们利用罗塞塔号OSIRIS相机拍摄的彗星图像,绘制了其多样的地貌,包括悬崖、陨石坑和沟壑。

在失联前,菲莱着陆器设法探测到了有机分子,这些碳基化合物是地球生命的构成要素。这类分子已经在火星和其他彗星上被发现,但菲莱着陆器首次允许科学家们从彗星表面对其进行采样。

后来,科学家们发现了16种不同的有机化合物的证据,其中四种是以前从未在彗星上发现过的。他们还了解到,彗星表面有些部分是柔软多尘的,有些部分则坚硬如岩石。通过向彗星发送无线电波,菲莱着陆器发现其内部是蓬松的——也就是说,松散地堆积着充满孔洞,形成一个海绵状的彗星,其中85%是真空。

有水,但与我们的不同

科学家们认为,地球上的水很可能是通过小行星而不是彗星运送过来的,这是他们在研究了楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)后得出的结论。罗塞塔号彗星上的大部分水与地球水的成分不同。它含有氘(氢原子携带一个额外的中子,使其“更重”),这在地球上很少见。

今年,我们还了解到,楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)上的冰具有晶体结构,这表明它极其古老。它似乎与太阳系在46亿年前形成的时间大致相同。

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2015年3月28日拍摄的楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)表面Imhotep区域的图像。ESA/Rosetta/NAVCAM

被困的氧气

这颗鸭子形状的彗星上有大量的氧气。“这真是一个大惊喜,”Taylor告诉《大众科学》。“氧气是一种活泼的分子,喜欢与其他分子结合,所以它独自存在意味着它在太阳系早期就被困住了。这限制了彗星的形成方式和地点。”

O2,这是罗塞塔号首次在彗星上探测到的,可能被困在了形成彗星数十亿年前的冰和岩石颗粒中。

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2015年7月29日,楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)释放了一次“戏剧性的爆发”(也称为彗星打嗝),其威力足以推开周围的太阳风。ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

奔向太阳的旅程

罗塞塔号跟随楚留莫夫-格拉西缅科彗星(67P)接近太阳,彗星每6.6年绕太阳运行一周。随着这颗鸭子形状的彗星升温,它会燃烧掉尘埃、冰和气体,这些物质可以被罗塞塔号“品尝”,增加了它的朦胧光环

科学家们观察到这颗躁动的彗星喷射出气体,并释放出一股硫化氢和甲烷的爆发。蒸发的冰喷流似乎在其身后留下了坑坑洼洼的地貌。

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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