簡介: 透過分析三維影象，利用壓力模型，研究者得出壓力塑造了彗星表面的地質特徵，並且旋轉的地質壓力形成了雙耳垂狀的彗星。

這顆彗星自從它被發現以來，其詭異而又獨特的雙瓣形狀就一直是個謎，而這個謎又是其形成的線索。

覺得最近的壓力很大？有一種彗星的壓力可能比你還大。歐空局（ESA）的羅塞塔任務表明，從彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko的形狀引起的地質應力一直是塑造彗星形成後至今表面和內部的關鍵過程。

又小，又冷，同時帶有兩個不同的裂片的彗星對於太陽系來說可再常見不過了，其中，一個對於這類彗星的形成方式的解釋是在大約45億年前形成初期，兩個原始物質的緩慢碰撞。一項新的研究透過羅塞塔在67P/C-G兩年間收集的資料來闡述了隨後數十億年中產生的彗星的機制。

研究人員利用從羅塞塔的高解析度OSIRIS攝像機獲得的影象資料對彗星進行了應力建模和3D分析，並以此探究彗星的表面和內部。

“我們發現彗星的斷層和裂縫網已經穿透到了地下500米深處，並且向外延伸了至少幾百米”，來自法國艾克斯-馬賽大學的主要作者，克里斯托弗·馬通尼說，“這些地質特徵是由剪應力創造的，剪應力是一種通常能夠在地球和其他陸地行星的地震和冰川中出現的機械力。當兩個物體或者塊體沿著不同方向推動彼此併產生位移時常能見到。出現這種現象十分令人興奮：這揭示了許多有關彗星形狀，內部結構和它如何隨著時間變化和演變的資訊。”

透過研究人員創造的模型發現，剪應力在彗星被稱為“頸部”的中心位置達到峰頂，而該頸部也就是連線著彗星兩個裂片的最薄部分。

“就像是兩個半球的內部都在產生拉扯和移動的力，使得中間的部分，也就是我們現在看到的“頸部”變形，就是透過這個過程產生的機械侵蝕使得“頸部”變薄。”同樣是來自法國艾克斯-馬賽大學的共同作者Olivier Groussin如此解釋道。“我們認為這種力來自於彗星的旋轉和它最初的不對稱形狀相結合所產生的，當上述提到的那些元素圍繞著彗星的重心扭轉時，在彗星的“頸部”和“頭部”相應地也就形成了一個扭矩。”

觀測結果表明，剪下應力在彗星四周各處，特別是在彗星的“頸部”都在發揮著作用。事實上，裂縫是能夠如此深入地傳播到67P/C-G內同樣證明了彗星內部材質顯現出一種脆性，一種在此之前從未被瞭解過的性質。

對柯伊伯帶的一個天體Ultima Thule （左圖）的第一印象表現出了與歐空局探索了兩年多的羅塞塔任務觀測彗星（右）在外觀形狀上的驚人相似。

圖片來源: Left: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute; right: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0

“沒有任何一種已知的觀察結果能讓我們用熱過程來解釋這種形成”，英國斯特林大學的合著者Nick Attree補充道。“只有將其解釋為存在一個應用到整個彗星全體的一個剪下力，特別是彗星的“頸部”，在數十億年的歷史中使其變形，損壞。只有這樣才說得通。”

昇華，也就是冰直接變成蒸汽並最終成為彗星塵埃被拖入太空的過程，是另一個眾所周知的可以隨著時間影響彗星外表的過程。特別的，當彗星接近太陽的時候，氣溫升高使得這一過程加速進行，能夠讓他更快地失去冰塊，也許羅塞塔任務在67P/C-G彗星期間捕捉到的一些戲劇性的爆發是最好的視覺效果。這一性的結論闡明瞭雙葉彗星是如何隨著時間的推移而演變的。

彗星一般被認為是在太陽系早期形成的，在進入太陽系內部之前被儲存在大量的，太陽系外援的雲層之中。正是在太陽系最初的“建設”階段，67P/C-G慢慢地形成了他最初的樣子。

這項新研究表明了，即使是在距離太陽很遠的地方，剪下力也會在形成後數十億年的時間範圍內起作用，而在此過程中，昇華也在更短的百萬年的時間範圍中繼續塑造者彗星的外表，尤其是在已經被剪下力削弱過的“頸部”。

一顆賽特的是，NASA的“新視野”探測器最近傳輸回來了其飛掠Ultima Thule的影象，也就是我們上文提到的柯伊伯帶的海王星橫穿天體，是位於太陽系外圍的彗星和其他小物體的儲藏間。資料證明了即使該星體相對於羅塞塔的彗星稍顯扁平，但該物體也有著相似的雙瓣形狀。

“彗星只是我們用來認識和了解太陽系形成和進化的一種粗糙手段”來自歐空局的羅塞塔專案科學家馬特泰勒如此說道。“我們只是探索了我們所能瞭解到的幾顆彗星，而67P是我們到目前為止探索過的最詳細的一顆。羅塞塔任務為我們揭開了太多這些冰冷遊客的秘密，可以讓我們以一種前所未有的方式一窺太陽系的邊緣和最初的樣子”

FY: 百里酚藍