華盛頓，2021 年 11 月 3 日——彗星是由冰雪覆蓋的物質(zhì)組成的雪球，自數(shù)十億年前首次形成以來，它們一直保持相對不變。研究這些小天體提供了有關(guān)太陽系形成的線索。
在由 AIP Publishing 出版的《科學(xué)儀器評論》中，來自布倫瑞克工業(yè)大學(xué)、奧地利科學(xué)院、伯爾尼大學(xué)、德國航空航天中心和馬克斯普朗克太陽系研究所的研究人員開發(fā)了一個實驗室來模擬太空中的彗星- 樣的條件。
國際研究小組彗星物理實驗室 (CoPhyLab) 的目標(biāo)是了解彗星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及它們的組成材料如何形成和反應(yīng)。雖然彗星是由冰和塵埃構(gòu)成的，但這些物質(zhì)的成分和比例仍然是個謎。
實驗室未來的許多實驗將涉及創(chuàng)建具有不同成分的樣本彗星材料。通過在類似太空的房間中測試這些材料，研究人員可以將每個樣本與在實際彗星上觀察到的內(nèi)容進(jìn)行比較。
為了實現(xiàn)這一點，科學(xué)家們將樣品放入他們的腔室中，然后將其抽至低壓并將其冷卻至低溫。艙室的一個窗口允許人造恒星的輻射進(jìn)入，這會像在太空中一樣加熱彗星物質(zhì)。
“在[這個項目]之前，每個小組都使用不同的樣本。這使得很難比較他們所看到的與我們所看到的是否相同，”作者克里斯托弗·克羅齊格說。“這個項目的一個主要目標(biāo)是為彗星實驗建立一個可比較的標(biāo)準(zhǔn)，每個人都對樣品材料使用相同的設(shè)備和生產(chǎn)協(xié)議。”
將 14 臺儀器組合到一個室中，科學(xué)家們可以同時測量彗星物質(zhì)的演化以及實驗內(nèi)部的條件。
在太空中，來自太陽的輻射導(dǎo)致冰蒸發(fā)，粒子從彗星飛走，形成在地球上可見的尾巴。在腔室中，高速攝像機跟蹤從樣品飛離的任何顆粒。該室還使用獨特的冷卻系統(tǒng)來容納一個刻度，該刻度可以檢測那些相同的顆粒是否落在樣品附近并實時跟蹤氣體蒸發(fā)。
Kreuzig 說：“我們的樣品下面有一個秤，它能夠在整個實驗時間內(nèi)測量樣品的重量。”“你真的可以看到我們由于蒸發(fā)而隨著時間的推移損失了多少水冰或二氧化碳冰。”
該團隊完成了實驗室的建設(shè)，現(xiàn)在正在優(yōu)化他們的樣品生產(chǎn)。他們計劃在 2022 年初進(jìn)行下一次大型實驗。
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