首次！科学家在距太阳3亿多英里的彗星低温大气层中，发现了铁和镍原子

天文学家在太阳系内外的彗星内，发现了重金属蒸汽。来自比利时Liège大学的专家们，研究了来自欧洲南方天文台超大望远镜的数据，以观察彗星的大气层。

他们发现，铁和镍存在于整个太阳系的彗星的大气中，甚至那些存在于远离太阳的彗星，而另一项利用欧洲南方天文台数据的研究显示，星际彗星“鲍里索夫”（Borisov）的大气中有镍蒸汽。

重金属通常与高温环境有关，这是首次在遥远彗星的低温大气层中发现。

该研究的主要作者简·曼弗罗伊德（Jean Manfroid）表示：“在我们过去20年观察到的所有彗星的大气中发现铁原子和镍原子，这真是令人惊讶——其中大约有20颗，甚至在那些远离太阳、处于寒冷空间环境的彗星中，也发现了铁原子和镍原子。”

天文学家们知道，重金属存在于彗星尘埃和岩石的内部，但固态金属通常不会在低温下变成气态(升华)，所以它们不可能在冻结的彗星的大气中被发现。

现在，在距离太阳3亿多英里的彗星上，甚至发现了镍和铁的蒸汽，这是地球与太阳距离的三倍多。

比利时的研究小组在彗星的大气中发现的铁和镍的含量，是大致相同的。而其他我们太阳系中的物质，例如在太阳和陨石中发现的物质，一般而言铁的含量是镍的10倍。

这个新结果对天文学家理解早期太阳系有一定的意义，尽管该团队仍在探索这一方面。

“彗星形成于大约46亿年前，在非常年轻的太阳系中，从那时起就没有改变过。同样来自Liège大学的研究合著者伊曼纽尔·杰因(Emmanuel Jehin)表示。从这个意义上说，它们就像天文学家的化石。

这支比利时团队已经用ESO的VLT研究这些“化石”物体近20年，直到现在，他们才发现它们的大气中有镍和铁的存在。

该团队使用了ESO VLT上的紫外线和视觉梯级光谱仪(UVES)的数据，该仪器使用了一种叫做光谱学的技术，来分析与太阳不同距离的彗星的大气。

这项技术使天文学家能够揭示宇宙物体的化学组成：每一种化学元素在物体发出的光的光谱中留下一个独特的标记——一组线。

这个比利时的研究小组，在他们的UVES数据中发现了微弱的、未被识别的光谱线。经过更近距离的观察，他们注意到这些线是铁和镍的中性原子存在的信号。

重元素难以识别的一个原因是，它们的存在量非常小：研究小组估计，在彗星的大气中，每100公斤的水中只有1克的铁，和大约相同数量的镍。“铁的含量通常是镍的10倍，在彗星大气层中，我们发现这两种元素的含量是相同的。”

“我们得出的结论是，它们可能来自于彗核表面的一种特殊物质，在相当低的温度下升华，并以相同的比例释放出铁和镍，”合著者Damien Hutsemékers说。

虽然该团队还不确定这可能是什么物质，但ESO即将推出的超大望远镜将允许研究人员确认这些彗星大气中发现的铁和镍原子的来源。

比利时的研究小组希望，他们的研究能为未来的研究铺平道路。

日前发表在《自然》杂志上的另一项引人注目的研究表明——星际彗星2I/Borisov的大气中也存在重金属：波兰的一个团队观察到了这颗彗星，这是第一颗造访我们太阳系的外星彗星。大约一年半前，这颗彗星飞过欧洲天文台VLT上的X射手摄谱仪观察到了这颗彗星。他们发现2I/Borisov的大气中含有气态镍。“一开始，我们很难相信原子镍真的存在于离太阳那么远的2I/Borisov中。”

这一发现令人惊讶，因为在这两项研究之前，含有重金属原子的气体只在炎热的环境中被观察到，比如在超热的系外行星的大气中，或者在太接近太阳的蒸发彗星中。

“鲍里索夫”（Borisov）彗星是在距离太阳约3亿公里时被观测到的，大约是地球与太阳距离的两倍。基于新的发现，科学家们如今了解到——气态镍存在于银河系其他角落的彗星大气中。这也意味着，在其他行星系中，也有类似于我们太阳系的彗星。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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