研究首次發現落入地球黃道雲塵埃的來源

新研究發現，人們在黎明前和黃昏後看到天空上的微弱陽光，其實是黃道雲（zodiacal cloud）產生的效果。據估計，每年多達3萬噸的黃道雲塵埃粒子落入地球大氣層。

黃道雲是包圍著太陽系內圍的塵埃雲。科學家一直以為這些塵埃粒子來自火星與木星之間的小行星帶，或是屬於木星家族的彗星。火星與木星之間的小行星帶是太陽系內最大的小行星帶。

發表於《自然·天文學》（Nature Astronomy）期刊的一份研究首次發現，黃道雲內大約四分之一的塵埃其實來自位於太陽系邊緣的小行星帶——柯伊伯帶（Kuiper Belt），跋涉了近20億英里抵達地球。

太陽系內八大行星按照與太陽的距離，由近到遠依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。柯伊伯帶是位於海王星軌道之外、一個甜甜圈形狀的區域，位於太陽系的邊緣，裡面有彗星、小行星和其它冰冷的天體。

研究人員從阿波羅16號項目取回的一塊月球岩石樣品入手。他們用一把鑽石刀從樣品上削下只有一根頭髮千分之一細的細絲，放在電子顯微鏡下觀察。

主要研究者美國宇航局（NASA）約翰遜航天中心（Johnson Space Center）的行星科學家林賽·凱勒（Lindsay Keller）說，來自太陽的高能粒子會在岩石中留下道道劃痕。這些劃痕在顯微鏡下看起來就像落在地上的牙簽。凱勒發現，每年產生的劃痕的數量是一定的。通過分析劃痕的數量，可以推測這個塵埃粒子、或石塊在太空中穿梭的時間。

利用這個方法，合作研究員紐約州立大學（State University of New York）的天體物理學家喬治·弗林（George Flynn）對他從NASA取得的由高空探測器所收集的塵埃樣品進行了研究。

結果發現，其中一些塵埃粒子在太空中至少旅行了一百多萬年甚至幾百萬年才抵達地球。他們構建了好幾個假設模型以推測這些粒子的來源。來自主要小行星帶或木星家族彗星的塵埃只需要幾萬年即可抵達地球，因此研究人員推測這些粒子是來自遙遠的柯伊伯帶。

弗林說，從比海王星軌道更遠的地方進入地球，要經過很多關卡：比如經過有著強大引力的大型氣體行星的時候，它們既可能被捕獲進入氣體行星的軌道，也可能被彈射出太陽系；另外在數百萬年的旅途中，它們也很可能撞上其它粒子而被摧毀。

但是研究者認為，柯伊伯帶內哪怕只是很小一部分的塵埃最終順利抵達地球，也已經是相當大數量的塵埃——因為柯伊伯帶產生的塵埃量很大。

這份研究估計，黃道雲內大約四分之一的塵埃來自柯伊伯帶。而且這些塵埃運動的速度不大，才能穿過地球的大氣層而不被燒毀。弗林說：「這是第一份通過觀測劃痕密度推測塵埃粒子來源的研究。」