新的实验将在类空间条件下测量彗星材料的特性

华盛顿，2021 年 11 月 3 日——彗星是由冰雪覆盖的物质组成的雪球，自数十亿年前首次形成以来，它们一直保持相对不变。研究这些小天体提供了有关太阳系形成的线索。

在由 AIP Publishing 出版的《科学仪器评论》中，来自布伦瑞克工业大学、奥地利科学院、伯尔尼大学、德国航空航天中心和马克斯普朗克太阳系研究所的研究人员开发了一个实验室来模拟太空中的彗星- 样的条件。

国际研究小组彗星物理实验室 (CoPhyLab) 的目标是了解彗星的内部结构，以及它们的组成材料如何形成和反应。虽然彗星是由冰和尘埃构成的，但这些物质的成分和比例仍然是个谜。

实验室未来的许多实验将涉及创建具有不同成分的样本彗星材料。通过在类似太空的房间中测试这些材料，研究人员可以将每个样本与在实际彗星上观察到的内容进行比较。

为了实现这一点，科学家们将样品放入他们的腔室中，然后将其抽至低压并将其冷却至低温。舱室的一个窗口允许人造恒星的辐射进入，这会像在太空中一样加热彗星物质。

“在[这个项目]之前，每个小组都使用不同的样本。这使得很难比较他们所看到的与我们所看到的是否相同，”作者克里斯托弗·克罗齐格说。“这个项目的一个主要目标是为彗星实验建立一个可比较的标准，每个人都对样品材料使用相同的设备和生产协议。”

将 14 台仪器组合到一个室中，科学家们可以同时测量彗星物质的演化以及实验内部的条件。

在太空中，来自太阳的辐射导致冰蒸发，粒子从彗星飞走，形成在地球上可见的尾巴。在腔室中，高速摄像机跟踪从样品飞离的任何颗粒。该室还使用独特的冷却系统来容纳一个刻度，该刻度可以检测那些相同的颗粒是否落在样品附近并实时跟踪气体蒸发。

Kreuzig 说：“我们的样品下面有一个秤，它能够在整个实验时间内测量样品的重量。”“你真的可以看到我们由于蒸发而随着时间的推移损失了多少水冰或二氧化碳冰。”

该团队完成了实验室的建设，现在正在优化他们的样品生产。他们计划在 2022 年初进行下一次大型实验。

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