研究称卡塔琳娜彗星的发光“尾巴”表明彗星向岩质行星输送了碳

据外媒报道，2016年年初，一个来自太阳系边缘的“访客”从地球上飞驰而过。在它永远消失在太阳系之外之前，观星者短暂地看到了它的名字--卡特琳娜彗星（Comet Catalina）。其中捕捉到这颗出现在北斗星附近的彗星景象的，是美国宇航局的飞机上的望远镜--红外天文学平流层天文台(SOFIA)。利用其独特的红外仪器之一，SOFIA能够在彗星尾部的尘埃光芒中找出一个熟悉的“指纹”--碳。

现在，这个内太阳系的一次性“访客”正在帮助解释更多关于地球的起源，因为很明显，像卡特琳娜这样的彗星在太阳系早期形成过程中可能是地球和火星等行星上碳的重要来源。美国宇航局和德国航空航天中心的联合项目SOFIA的新成果近日发表在《行星科学杂志》上。

“碳是了解生命起源的关键，”论文的主要作者、天体物理学家、明尼阿波利斯大学明尼苏达天体物理研究所教授 Charles “Chick” Woodward说。“我们仍然不确定地球在形成过程中是否能自己捕捉到足够的碳，所以富含碳的彗星可能是提供这种基本元素的重要来源，导致了我们所知的生命。”

卡塔琳娜彗星和其他同类彗星来自太阳系最远处的奥尔特云地带，它们的轨道很长，以至于它们到达我们的天体附近时，相对来说没有发生任何变化。这为研究人员提供了难得的机会来了解它们所来自的早期太阳系。

SOFIA的红外观测能够捕捉到尘埃和气体的成分，因为它从彗星上蒸发，形成了彗星的“尾巴”。观测结果显示，卡塔琳娜彗星富含碳元素，这表明它形成于原始太阳系的外围区域，那里拥有碳库，可能对形成生命很重要。

虽然碳是生命的关键成分，但早期的地球和内太阳系的其他类地行星在形成过程中温度很高，以至于碳等元素流失或消耗殆尽。虽然木星和海王星等较冷的气态巨行星可以支持外太阳系中的碳，但木星的“巨无霸”尺寸可能在引力作用下阻止了碳混回内太阳系。那么内层岩石行星是如何演化成今天的富碳世界的呢?

研究人员认为，木星轨道的轻微变化使得小型早期彗星的前体将碳从外部区域混入内部区域，在那里融入地球和火星等行星。卡塔琳娜彗星富含碳的成分有助于解释在太阳系早期炎热、贫碳区域形成的行星如何演化成具有生命支持元素的行星。

“所有的陆地世界都会受到彗星和其他小天体的撞击，它们携带着碳和其他元素，”Woodward说。“我们越来越接近了解这些对早期行星的撞击究竟是如何催化生命的。”

研究人员需要对更多新彗星进行观测，以了解奥尔特云中是否还有许多其他富含碳元素的彗星，这将进一步支持彗星向地行星输送碳和其他支持生命的元素。