17、彗星气体排放特性及流动机制解析

彗星气体排放特性及流动机制解析

1. 彗星气体成分探测

1.1 探测手段与发现

彗星气体成分的探测是了解彗星本质的重要途径。目前主要有原位质谱分析、红外光谱分析以及地面遥感探测等手段。
- 原位质谱分析 ：ROSINA 仪器在 67P 彗星进行了原位质谱分析，能够确定母体物种，且灵敏度高，可识别众多分子。不过，对于较大分子，电离源可能会使分子分裂，造成与较简单分子的混淆。但通过地面测试可以确定各种碎片化模式的分支比。
- 红外光谱分析 ：曾在 1P/哈雷彗星上，俄罗斯 Vega 航天器利用红外光谱分析，不仅检测到主要物种（H₂O、CO₂ 和 CO），还推测出可能存在 H₂CO 和 OCS。这种方法的优势在于，在理想情况下可以确定气体的空间分布。
- 地面遥感探测 ：地面遥感探测也具有重要意义。将其对多颗彗星的测量结果与 ROSINA 在 67P 彗星的测量结果进行比较，除氨等少数情况外，两者吻合度较好。

1.2 彗星气体成分与星际物质的关系

彗星探测到的分子本质上是星际分子的一部分。星际介质中已检测到约 200 种物种，彗星中测量到的分子丰度与恒星形成区域的测量结果大致相当，这表明彗星可能包含来自太阳前星云的保存物质。

1.3 彗星间分子丰度差异

不同彗星的彗发中，相对于水的分子丰度存在显著差异。以下是 9 颗彗星中几种次要物种相对于水的混合比表格：
| 物种 | 45P/HMP | C/2017 E4 (Lovejoy) | C/2007 N3 (Luli