太陽系冰質小天體的協同研究

藉由「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波望遠鏡陣列」對木衛二歐羅巴已完成的觀測結果, 以及羅賽達號太空船對彗星67P長達兩年的觀測資料, 我們將研究外太陽系裡的水分子與其他易揮發性有機分子之起源與分布. 歐羅巴為一繞行木星運轉的衛星, 其表面覆蓋冰層, 藉由多樣性的地表特徵與磁場觀測的結果, 推測歐羅巴存在著地下海洋. 最新的哈伯太空望遠鏡觀測資料顯示, 歐羅巴有著類似於土衛二(恩斯拉達斯)的間歇泉噴發之地表活動. 彗星67P則是一顆屬於木星族的短週期彗星, 羅賽達號太空船在2014年抵達這顆彗星且其繞行時間長達兩年, 以前所未有的近距離(亦即前所未有的解析度)探索著此彗星的地表, 化學組成與其噴發氣體和周遭環境的互動作用. 在此研究計畫中, 我們已完成的工作內容裡包含著, (一)分析「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波望遠鏡陣列」對歐羅巴大氣層裡的化學分子之觀測資料, 與(二)分析羅賽達號太空船觀測彗星67P噴發氣體的化學組成之無線電波光譜. 初步的歐羅巴大氣層之觀測結果顯示有硫化物分子的存在. 然而其氣體來源機制仍無法判定, 其可能來自於木星磁層電漿撞擊歐羅巴地表而產生, 也有可能是其地下海洋所造成的氣體噴發事件. 我們將持續分析資料, 如有關鍵分子如氯化鈉, 氯化鉀以及水分子之偵測結果(如分子柱密度與其分布等等), 我們將能進一步解析歐羅巴地表產生的冰化學反應, 以及瞭解可能的地下海洋之組成與狀態. 而羅賽達號任務的電波望遠鏡觀測資料, 將能增進我們對彗星噴發氣體的化學組成以及其周遭環境的互動作用, 例如太陽照射產生噴發效應與彗核地表組成上的不均勻性等. 目前我們已分析出彗核地表的活躍區域, 這再次驗證彗核內部組成結構可能是不均勻的. 另外, 我們將會對照電波觀測資料與羅賽達號太空船的可見光波段資料, 希望進一步了解彗星氣體噴發過程與塵埃運動之間的關聯性. 最後, 我們將利用三維非熱力平衡的輻射轉移模型, 來解析彗星和歐羅巴光譜型態的複雜變化. 這些研究成果預期將會增進我們對太陽系的起源與演化之瞭解, 同時也探索著太陽系裡可能的生命起源與分布.