摘要：

從上世紀1950年代起，科學家們就提出了彗星的“髒雪球模型”，也就是認為彗星的彗核主要是水冰和塵埃的混合物。

但實際上我們直到2006年才首次在彗核上證實水冰的存在。

星空中的彗星，它其實是個一點都不漂亮的“髒雪球”

1950年代，美國天文學家惠普爾提出了彗星的“髒雪球”模型，即彗核主要由水冰和塵埃等混合構成的“雪球”。然而，科學家們一直未能直接在彗核上檢測到水冰的成分。

但這一情況在2006年宣告終結。

2006年2月2日，美國“深度撞擊”探測任務組對外發表了關於這次探測任務的一系列重要的科學成果

，其中J。 M。 Sunshine等人在《科學通報》上發表的一篇題為《Exposed Water Ice Deposits on the Surface of Comet 9P/Tempel 1》（坦普爾1號彗星表面的暴露水冰沉積）的論文中，研究組提到在坦普爾1號彗星表面的一小塊區域發現暴露地表的水冰沉積物。

這是人類首次在彗星表面觀察到水冰物質。

2006年2月2日的一篇論文中，科學家們報告首次在彗核上發現水冰成分，但數量遠低於預期

查閱論文全文：

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planetary。brown。edu/pdf

s/3779。pdf

關於“深度撞擊”探測任務，我們此前做過專門介紹：天文史上的今天：1。4億公里之外，深度撞擊！

在那之前，不管是美國“深空一號”探測器（Deep Space 1）在1999年飛掠Borrelly彗星時使用近紅外光譜儀進行的觀測，還是在彗星遠離太陽的位置上，因而尚未產生明顯彗發的時候利用地面望遠鏡進行的觀測，都沒有發現彗核表面有水冰存在的跡象。

“深度撞擊”探測器拍攝的坦普爾1號彗星的彗核

隨著彗星逐漸接近太陽，儘管距離地球也更近了，但是由於大量氣體和塵埃的揮發，形成彗發包裹層，使得對彗核進行觀測的條件變差了，除非能夠發射探測器飛到彗核附近開展觀察，而這正是“深度撞擊”探測器所做的工作。

“深度撞擊”探測器搭載的相機顯示坦普爾1號彗星表面有一小塊區域要比周邊反照率高出30%左右。後續進一步觀測顯示，這個彗核的表面又三塊區域在紫外波段比周圍更加明亮，而在近紅外波段卻較為暗淡。

坦普爾1號不同波段的反照率影象，可以看到幾處反照率明顯不同於周圍的區域。在較短波段（B）上較為明亮，在較長波段上較為暗淡（C）

當研究人員檢視這一明亮區域的光譜資料時，他們看到了1。5微米和2。0微米處的吸收線，那是水冰的特徵吸收線。反照率資料和光譜資料相結合，讓科學家們堅信他們在坦普爾1號彗星的彗核上發現了水冰。

隨著資料積累，研究組成功繪製了坦普爾1號彗星表面的水冰分佈圖：他們發現那些紫外波段比較明亮的區域與近紅外波段比較暗淡的區域基本上是相互吻合的。不過，這些含有水冰的區域佔彗核表面的比例較小，僅佔到大約0。5%的面積。

坦普爾1號溫度分佈資料，可見這幾處反照率異常區域基本都在溫度較低的區域

接下來，再疊加上溫度資料，結果發現這三處區域中有兩處是屬於彗核上比較低溫的區域。疊加立體地形資料後發現，最大的一塊水冰分佈區位於一個低於周圍大約80米的凹陷區域內。

問題在於，這些觀測到的地表水冰含量遠遠低於科學家們的預期，不能解釋彗星彗發中的水汽丰度和其他產物。據此可以斷定在彗核地表之下，在其內部必定還有更多的水冰儲備。

坦普爾1號三處反照率異常區域的紅外波段吸收特徵光譜，請注意大致在1。5微米和2。0微米處的兩個吸收特徵，這是水冰的光譜特徵

實驗室水冰和二氧化碳乾冰光譜特徵參考，注意水冰在1。5微米和2微米處的兩個吸收特徵

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webapp1。dlib。indiana。edu

同樣引起注意的是這些水冰顆粒的大小（30 ±20 μm）要比彗發中觀察到的水冰顆粒更大（0。5 ±5μm）。

這暗示彗核表面的這些水冰顆粒可能是由更加細小的冰粒聚集而成的，在發生噴發時很容易重新散開，並在彗發中以更加細小的形式出現。

你可以點選左下方的“閱讀原文”，直接在手機上查閱原始論文。

編者按：

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