为何67P彗星外形像鸭子：或为2小天体粘合

为何67P彗星外形像鸭子：或为2小天体粘合

科学家们目前正在努力对考察67P/丘留莫夫—格拉西缅科彗星的罗塞塔探测器发回的海量数据和图像进行分析，而随着分析工作的进行，一个很多人都想知道的问题的答案也逐渐显现，那就是：为何这颗彗星的形状像一只鸭子？

67P/丘留莫夫—格拉西缅科彗星由明显的两部分组成，看上去就像一只鸭子的头部和身子。这一怪异的外形可能是由于从彗星地表喷发出去的气流和尘埃物质喷流侵蚀造成的，它们或许造成了这颗彗星“脖颈”部位物质的严重剥蚀；但也存在这样的可能，那就是这只“鸭子”的“头部”和“身子”部分原本就属于两个单独的小天体，后来在一次碰撞中粘结在了一起，从而形成今天罗塞塔飞船所见的模样。

美国宇航局西南研究所的行星科学家西蒙·马奇(Simone Marchi)指出，现在根据围绕这颗彗星运行的罗塞塔飞船传回的最新图像开展的分析结果，以及这颗彗星地表的一些成层结构显示后一理论的可能性更高。他在12月18日的美国地球物理学联盟会议上就这一课题做了报告。

彗星67P的“双瓣”形状并非罕见。2001年美国深空1号探测器(Deep Space 1)造访的“包瑞利彗星”(Borrelly)以及2010年美国深度撞击/拓展(Deep Impact/EPOXI)探测器造访的哈特雷-2号彗星(Hartley 2)都拥有类似的双瓣结构。但科学家们一直未能给出明确的判断——这些彗星的形状究竟是由于侵蚀作用造成的还是两个单体粘合形成的？但不管如何，这种情况似乎是一种非常普遍的现象。

而利用罗塞塔飞船OSIRIS相机拍摄的最新图像，马奇和他的研究团队发现这颗彗星的“身体”部分表面存在一些类似阶地的层状地形。这些层状地形与“身体”部分另一侧的平行层状地形完美吻合，显示其为延伸至全部整体，是其内在结构特征的一部分。而尽管这颗彗星的头部位置同样存在一些层状地形，但它们与“身体”部分的层状地形之间却无法对应，这就暗示这两个部分可能曾经是两个独立的个体。如果这颗彗星的“头部”和“身体”部分原本就属于同一天体，那么这样的阶地形结构应该会延伸至整个天体，两者内部应当显示相同的平行走向。

而这颗彗星的“脖颈”区域也同样显示出其“身体”与“头部”部分曾经发生相撞的痕迹。这一区域分布有大量的大型裂隙，这应当是撞击发生时强烈的冲击波作用下形成的结果。这些裂隙中的一部分之间相互不连续，这表明它们属于一些同样单独的，在两大部分撞击发生时在附近漂浮的较小的块体。

另外，分析结果显示，这颗彗星头部与身体部分的整体面貌上也同样存在差异。比如说，彗星身体部分表面的平坦地区所占比例要比头部更高。

要想产生67P彗星这样的粘结效果，这种撞击事件必须是相当轻柔的，否则这两个块体将会互相撞得粉碎。其实这两大块体原本也可能同属于一个更大的母体，后来在一次撞击事件中被溅射出来。在那初次的撞击之后，这“身体”部分的块体和“头部”部分的块体发现彼此的距离很接近，并最终在引力的作用下相互靠近。

到目前为止，马奇非常倾向于这样一个“同母体”假说理论。因为彗星的头部显示很多裂隙，有些的长度达到数百米，几米深。这样的裂隙结构如果仅仅考虑在引力作用下的“轻柔”碰撞是难以解释的，于是马奇和研究团队认为这可能显示其存在一个先前发生的，更为剧烈的撞击事件——或许就是那次造成假想中原始母体解体的撞击事件。

12月18日同样在AGU大会上做报告的另外一项独立研究中，研究人员借助计算机模型进行了模拟计算，结果同样支持“粘合说”。模型计算显示在太阳系早期存在大量冰冻小天体到处飞行，这些小天体会在相互碰撞粘合中逐渐“成长”，但也会在这样的过程中由于撞击而溅射出一些较小的碎块。研究人员们认为彗星67P的“头部”和“身体”部分可能正是这样的两块“碎片”。

来自法国马赛天体物理学实验室的行星科学家菲利普·拉米(Philippe Lamy)认为这两项研究成果刚好相互补充。但尽管如此，这一成果也还远不是结论性的，并不能就此便非常肯定的说这颗彗星的外观是两个独立小天体相互撞击粘合的结果。拉米自己的研究工作同样主要着眼于对类似67P这样的彗星，观察模拟它们的轨道，看看在此过程中它们会接收到多少太阳光。结合这些分析结果，加上一个相对完善的彗星侵蚀模型，研究人员发现大多数与67P彗星相似的彗星体将很容易失去足够多的物质，从而形成类似于67P彗星那样的双瓣结构外观。

太阳光照射加热是造成彗星上气体尘埃喷流的驱动力，这股力量可以造成67P彗星脖颈处的物质侵蚀。但至于究竟如何才能“雕刻”出这样一个像是鸭子的形状外观，这就要求在过去的历史上这颗彗星曾经有过不同的朝向，从而让这样的侵蚀形状成为可能。而至于为何会发生那样的朝向改变，没有人知道，但拉米认为这当然是可能的。拉米和马奇两人都是罗塞塔探测器OSIRIS小组的成员。

根据拉米给出的分析结果，侵蚀和撞击，或者两者皆有，都可以形成67P彗星的这种奇特外观。随着罗塞塔探测器继续围绕这颗彗星运行，马奇认为未来更好的数据以及分辨率更高的图像都将帮助我们进一步接近事实的真相