小行星上　發現冰與有機物質的蹤跡

2010-05-08 21:32

約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)天文學家Andrew Rivkin等人首度小行星表面直接偵測到水冰和有機物質等物質，認為或許地球上的生命不僅是來自彗星，小行星很可能也有所貢獻，也促使天文學家重新思考現有的太陽系演化模型。

長久以來，天文學家一直認為位在火星與木星之間的主帶小行星，因比較接近太陽，所以表面應該不可能存在水冰。而彗星則通常位在海王星軌道以外之處，離太陽比較遠，所以富含水冰成分，並在接近太陽時，受太陽光熱影響、蒸發成氣體而形成彗發和彗尾。但2006年時，天文學家發現主帶小行星中，有一顆小行星居然有彗尾特徵，現天文學家另將之歸類為「主帶彗星(main-belt comets)」；這使得前述想法開始受到質疑與挑戰。

Rivkin等人利用位在夏威夷的紅外望遠鏡觀察第24號小行星「司理星 (Themis)」，它是2006年發現的兩顆彗狀小行星的來源天體。他們在6年內針對司理星共觀測了24次，每次都觀測不同面，結果發現小行星表面有一區的反射光為吸收光譜，顯示此處被水冰覆蓋，此外還出現碳氫化合物、也較是有機物質的光譜特徵。天文學家已經探測過數十顆小行星，這是第一次直接偵測到水冰和有機物質的特徵。

除了Rivkin等人之外，另有一組獨立研究的天文學家Humberto Campins等人，一整晚觀測司理星7小時，這樣就可以隨司理星自轉一週而以各種角度觀測到它所有表面。他們的觀測結果與Rivkin等人相同。這2組天文學家的成果，顯示小行星帶中的確有自由存在的水冰。

司理星距離地球約3AU(相當於4億7900萬公里)，對於它表面的冰至今尚未蒸發，天文學家覺得很不可思議。而且這些冰顯然不是只在表面，小行星內部因有表面岩層阻擋，故應該有更多水冰存在，受到其他小天體的撞擊，內部水冰被緩慢翻攪，這才使小行星表面的水冰含量增加。這項發現顯示小行星和彗星應該都是地球上的水和有機物質的來源。

雖然地質化學家認為早期地球處在融熔狀態階段時，若當時有任何有機物質，也可能被破壞分解掉了，所以之後必定要從他處補充新的有機物質。然而，司理星並不是小行星帶中的典型小行星，如同彗星一樣，它很可能是從海王星以外的軌道進入太陽系內側，後來因緣際會下，留在小行星帶中。因此，要確認本次發現是否真的與地球生命起源息息相關，這些天文學家得先確認司理星表面有水冰，究竟是個案，還是小行星普遍的現象。