据美国宇航局：美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜实现了另一项长期寻求的科学突破，这一次是太阳系科学家研究地球丰富的水的起源。利用韦伯的NIRSpec(近红外光谱仪)仪器，天文学家首次确认了主小行星带中一颗彗星周围的气体——特别是水蒸气——表明来自原始太阳系的水冰可以在该区域保存下来。然而，水的成功探测带来了一个新的难题:与其他彗星不同，彗星238P/Read没有可探测的二氧化碳。
这幅光谱数据的图形展示突出了2022年美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRSpec(近红外光谱仪)仪器对彗星238P/Read的观测和2010年美国宇航局深度撞击任务对彗星103P/Hartley 2的观测之间的关键相似性和差异。两者都在与水相关的光谱区域中显示出明显的峰。在彗星Read中发现这一点是韦伯的一项重大成就，因为它与哈特利2号等木星家族彗星属于不同的类别，这标志着首次在这样的主带彗星中确认了气体。然而，彗星读取并没有显示特征，预期的撞击表明二氧化碳的存在。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局和j.奥姆斯特德(STScI)
这幅艺术家的238P/Read彗星概念图展示了主带彗星的升华——当它的轨道接近太阳时，它的水冰正在蒸发。这很重要，因为升华是彗星与小行星的区别，创造了它们独特的尾巴和朦胧的光环，或彗发。詹姆斯·韦伯太空望远镜在彗星Read探测到的水蒸气是研究主带彗星的一个主要基准，也是对地球丰富的水的起源进行更广泛调查的一个主要基准。鸣谢:美国航天局、欧空局
“我们被水浸泡的世界，充满了生命，据我们所知在宇宙中是独一无二的，这是一个谜——我们不确定这些水是如何来到这里的，”行星科学的韦伯副项目科学家和报告这一发现的研究的合著者斯蒂芬妮·米兰姆说。“了解太阳系中水分布的历史将有助于我们了解其他行星系统，以及它们是否可能成为类地行星的宿主，”她补充道。
Read彗星是一颗主带彗星——一颗位于主小行星带的天体，但它会像彗星一样周期性地出现光环或彗发和彗尾。主带彗星本身是一个相当新的分类，里德彗星是用来建立这一分类的最初三颗彗星之一。在此之前，彗星被认为存在于海王星轨道之外的柯伊伯带和奥尔特云中，在那里它们的冰可以被保存在离太阳更远的地方。冷冻物质在接近太阳时蒸发，这是彗星独特的彗发和流动尾巴的原因，将它们与小行星区分开来。科学家们长期以来一直猜测，水冰可能保存在木星轨道内较温暖的小行星带中，但确切的证据难以找到——直到韦伯。
“过去，我们在主带看到过具有彗星所有特征的物体，但只有通过韦伯的精确光谱数据，我们才能说是的，这肯定是水冰造成的影响，”该研究的主要作者，马里兰大学的天文学家迈克尔·凯利解释说。
“通过韦伯对里德彗星的观察，我们现在可以证明早期太阳系的水冰可以保存在小行星带中，”凯利说。
丢失的二氧化碳是一个更大的惊喜。通常情况下，二氧化碳占彗星挥发性物质的10%左右，这些物质很容易被太阳的热量蒸发。科学小组对二氧化碳的缺乏提出了两种可能的解释。一种可能性是，里德彗星在形成时含有二氧化碳，但由于气温较高，二氧化碳已经消失了。
凯利说:“在小行星带呆很长时间可能会这样——二氧化碳比水冰更容易蒸发，可能会渗出数十亿年。”或者，他说，里德彗星可能形成于太阳系中一个特别温暖的区域，那里没有二氧化碳。
这张238P/Read彗星的图像是由美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRCam(近红外相机)仪器于2022年9月8日拍摄的。它展示了被称为彗发的朦胧光晕和彗尾，这是彗星的特征，而不是小行星。灰尘弥漫的彗发和彗尾是太阳加热彗星主体时冰蒸发的结果。致谢:美国航天局、欧空局、加空局、M. Kelley(马里兰大学)。图像处理:H. Hsieh(行星科学研究所)，A. Pagan(STScI)
天文大学研究协会(AURA)的天文学家海蒂·哈默尔(Heidi Hammel)说，下一步是超越彗星Read的研究，看看其他主要带彗星如何比较，海蒂·哈默尔是韦伯太阳系天体保证时间观测的负责人，也是这项研究的合著者。“小行星带中的这些物体很小，很暗，通过韦伯我们终于可以看到它们发生了什么，并得出一些结论。其他主带彗星也缺少二氧化碳吗？不管是哪种情况，找到答案都是令人兴奋的，”哈默尔说。
合著者Milam想象着将这项研究带回家的可能性。“现在韦伯已经证实了在小行星带附近有水存在，这将是一个有趣的发现，通过样本收集任务来跟进这一发现，并了解主带彗星还能告诉我们什么。”
这项研究发表在自然杂志上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯将解开我们太阳系的谜团，探索其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一项国际计划。
Media Contacts:
Laura BetzNASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.laura.e.betz@nasa.gov
Leah Ramsay/ Christine PulliamSpace Telescope Science Institute, Baltimore, Md.lramsay@stsci.edu/ cpulliam@stsci.edu
