【天文新知】不帶磁性的彗星67P

■歐洲太空總署的科學家發現,彗星67P/Churyumov–Gerasimenko (67P)基本上不帶任何磁性。這個結果將對太陽系行星的形成的理論有著重要的影響。

Copyright ESA/Data: Auster et al. (2015)/Spacecraft: ESA/ATG medialab
Copyright ESA/Data: Auster et al. (2015)/Spacecraft: ESA/ATG medialab

撰文|陳勁豪

歐洲太空總署(European Space Agency)為了探測彗星67P,於2004年3月2日發射了羅賽塔號(Rosetta)探測器,希望能夠在相當靠近彗星67P的狀況下仔細觀察彗星67P。羅賽塔號的上面帶有許多科學儀器,另外還搭載了一部彗星登陸探測器菲萊號(Philae)。菲萊號在2014年11月12日由羅賽塔號出發並登陸彗星67P。當菲萊號降落的時候,原訂在登陸彗星表面用來將菲萊號固定在彗星上的魚叉發射失敗,因此菲萊號在彗星的表面彈跳了兩次,最後停在一個不容易照射到陽光的區域。因此菲萊號的太陽能面板沒有辦法完全發揮作用,使得菲萊號在登陸彗星後約64小時變因電力放盡而進入休眠狀態。

菲萊號在這短短的64小時內,基本上對67P完成了一些最重要的測量,並在電力用盡之前把數據傳至羅賽塔號,並傳回地球。這些數據經過分析之後,第一個重要結果於日前公佈:彗星67P並不具有磁性。

彗星的主要成份是冰,氣體跟星際塵埃,約略跟太陽系同時形成。自太陽系誕生以來,彗星的成份基本上一直維持不變。因此研究彗星的成份組成,可以增加我們早期太陽系的認識。而研究彗星的形成方式,可能可以增加我們對太陽系行星形成方式的理解。

當太陽系最早形成的時候,事實上大部分都是星際塵埃。一些科學家認為,某些星際塵埃帶有磁性,就像一個一個的小磁鐵一樣,當聚集的量夠多的時候,這些帶有磁性的星際塵埃團便可以吸附周圍的星際塵埃跟氣體而越變越大,進而形成彗星核跟行星的內核。

為了證實這個理論,最直接的方法就是測量彗核的磁性。在1980年的時候GIOTTO太空船飛到了距離哈雷彗星約600公里的地方,發現沒有量到任何磁性。但是由於距離太遠,這個結果並不被認為帶有任何決定性的證據。而這次菲萊號可以直接登陸在彗星表面進行測量,將可以得到相當精準的結果。

當菲萊號降落在彗星表面的時候,因為魚叉發射失敗而在來。但是對測量彗星磁性而言,這其實是因禍得福,因為菲萊號所攜帶的Rosetta Lander Magnetometer and Plasma Monitor (ROMAP)可以在三個不同的地點進行獨立測量,得到更多關於彗星磁性的數據。

科學家發現67P的磁力大約是2nT,約是地球磁場的25-65uT的一萬分之一。彗星的平均磁矩約為 \ 3.1*10^{-5}Am^{2} /kg。由所測量到的磁場,科學家認為這個彗星67P內部的磁矩並不是有序排列,換言之,基本上不帶有磁性。

如果彗核不帶有磁性,那麼彗星的形成可能就不是因為磁力吸引周圍的粒子所形成。同理,行星可能也不是因此逐漸累積而變大。在原始太陽系中,形成行星的方法可能另有其他原因。

原始論文:
The nonmagnetic nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
Published Online April 14 2015
Science DOI: 10.1126/science.aaa5102

參考資料:
1. ESA 2014/04/14: Rosetta and Philae find comet not magnetised
2. Physics World 2015/04/14: Rosetta's bouncing probe finds no magnetic field on comet 67P

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作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

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