易坊好文馆

  1. 首页 > 生活百科 >

太阳系的宇宙尘埃从何而来( 二 )


这一发现意义重大，部分原因在于这是科学家首次能够测量这些尘埃颗粒在太空中的分布。与朱诺号巨大的太阳能电池板相比，目前专门的尘埃收集器在尺寸上十分有限，因此对稀疏的颗粒集合不够敏感，它们通常统计的是更丰富、更小的星际尘埃颗粒，而不是朱诺号探测到的行星际颗粒。该发现也可能改变科学界对黄道光来源的共识。约根森的团队开发了一个计算机模型来预测这片尘云所反射的光线。NASA 戈达德太空飞行中心的磁力计研究员杰克?康纳尼是约根森这项研究的共同作者，他表示，这个模型提供了“一种确定性的证据，即我们确切地知道这些颗粒在太阳系中是如何运行的，以及它们起源于何处。”
无可否认，仍有一些重大问题尚未得到解决。正如约根森及其合著者所指出的，最主要的一个问题是：宇宙尘埃究竟是如何到达那里的？众所周知，火星是一个尘土飞扬的星球，尘暴也十分常见，但这些尘土必须摆脱火星引力才能完全离开火星，科学家还没有确定这种情况发生的确切机制。研究作者推测，这些尘埃颗粒很可能来自火星的两颗卫星，因为它们的引力较弱。
不过，许多太空尘埃专家仍然不认同约根森的尘埃假说，其中就有布莱恩?梅，他在 20 世纪 70 年代开始研究这一课题，但此时他也成为了皇后乐队的吉他手，作为天体物理学家的职业生涯被打断。布赖恩?梅在 2007 年回归天体物理学研究，在攻读博士学位期间专注于黄道带尘埃颗粒的速度。他在丹麦科学网站 Videnskab 的一份简短声明中指出：“有一个假说认为，地球上所见的黄道光的精细结构是由于小行星带中某些小行星家族成员之间的碰撞导致的。朱诺号的这些数据并没有严重挑战这一假说。”
太阳系的宇宙尘埃从何而来
文章插图

另一些专家则认为该研究确实有可取之处，但也看到了其中的不足。德莫特质疑这项研究没有考虑灰尘的形态。NASA 科学家彼得?波科尔尼说：“我们知道黄道云存在一个离散的结构，任何模型都必须对这种结构与其来源之间的对应关系进行解释，但我没看出来。”他对这些数据表示赞赏，称其是“一个重要的库，将在未来几年继续为学界服务”，但他并不信服约根森的阐述。
波科尔尼指出，朱诺号是平的，单向的太阳能电池板无法接收到来自垂直或背后方向的尘埃颗粒，这意味着它无法获取完整的复杂尘埃环境；他还认为，研究作者未能将他们的模型与现有模型进行比较。“在没有任何正式模型的情况下，我现在只能猜测，但我看不出火星或其附近产生的尘埃能够解释各种与尘埃相关的现象，”波科尔尼说，“我也不知道有什么机制可以产生维持黄道带尘埃云目前形状所需的大量尘埃，或者维持其一小部分形状所需的尘埃。我们在火星上有漫游车，也有绕火星轨道运行的卫星，但都没有探测到任何能导致尘埃飞起的活动。”
尽管波科尔尼仍持怀疑态度，但他承认，如果有证据支持，约根森的理论将改变这一领域。他写道：“我完全支持新的革命性想法，因为那将推动该领域和人类向前发展，但每一项发现都需要经过科学界的充分论证和仔细审查。如果约根森博士的发现是正确的，我会感到无比激动。这将代表我们领域一个重大的思考模式改变。但目前，我个人还没有办法将火星尘埃纳入理论，至少目前没有。”
对于约根森而言，他认为一些差异可以用新的数据来源来解释，他也承认，当一种新理论与根深蒂固的理解相矛盾时，对其产生抗拒是很自然的。他说：“过去 40 年来的一个共识是，这些尘埃来自小行星带。但我们必须记住，这个观点源自于地球上的望远镜或环绕地球轨道的卫星所获得的测量结果。我们第一个走了出去，对小行星带是否存在尘埃进行了实际验证。我们惹恼了很多人。”
不过，即使是批评者，也看到了这些发现对未来探测器应该如何配置的意义。为了减轻重量，NASA 为一些探测器 —— 比如计划今年秋天发射的露西号（Lucy）探测器 —— 配备了尽可能薄的太阳能电池板和其他设备。但考虑到朱诺号探测到的尘埃颗粒的大小和速度，这可能是一个错误的策略。约根森表示，这些探测器需要的是“一件防弹背心”。
德莫特认为，从这个意义上说，这些发现“绝对是一个范式转变”。波科尔尼表示赞同，他说：“我非常赞同约根森的结论。所有人都想把航天器造得尽可能轻，以节省仪器费用，因此在每一项空间任务中，评估适当的防护和减轻损害的方案都是必不可少的一部分。未来任务中将采用更大、更好的太阳能电池阵，届时肯定要考虑到太阳系中高速尘埃粒子的撞击，这种撞击非常频繁，难以避免。”

推荐阅读


上一篇：马斯克：美国宇航局2024年载人登月的目标“切实可行＂

下一篇：研究宇宙演化、暗物质等 宇宙线观测站首批探测器运行