新研究首次发现：黎明前和黄昏后的“黄道云”来自宇宙尘埃粒子

银河系示意图。（Shutterstock）

新研究发现，人们在黎明前和黄昏后看到天空上的微弱阳光，其实是黄道云（zodiacal cloud）产生的效果。据估计，每年多达3万吨的黄道云尘埃粒子落入地球大气层。

黄道云是包围着太阳系内围的尘埃云。科学家一直以为这些尘埃粒子来自火星与木星之间的小行星带，或是属于木星家族的彗星。火星与木星之间的小行星带是太阳系内最大的小行星带。

4月14日发表于《自然·天文学》（Nature Astronomy）期刊的一份研究首次发现，黄道云内大约四分之一的尘埃其实来自位于太阳系边缘的小行星带——柯伊伯带（Kuiper Belt），跋涉了近20亿英里抵达地球。

太阳系内八大行星按照与太阳的距离，由近到远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。柯伊伯带是位于海王星轨道之外、一个甜甜圈形状的区域，位于太阳系的边缘，里面有彗星、小行星和其它冰冷的天体。

研究人员从阿波罗16号项目取回的一块月球岩石样品入手。他们用一把钻石刀从样品上削下只有一根头发千分之一细的细丝，放在电子显微镜下观察。

主要研究者美国宇航局（NASA）约翰逊航天中心（Johnson Space Center）的行星科学家林赛·凯勒（Lindsay Keller）说，来自太阳的高能粒子会在岩石中留下道道划痕。这些划痕在显微镜下看起来就像落在地上的牙签。凯勒发现，每年产生的划痕的数量是一定的。通过分析划痕的数量，可以推测这个尘埃粒子、或石块在太空中穿梭的时间。

利用这个方法，合作研究员纽约州立大学（State University of New York）的天体物理学家乔治·弗林（George Flynn）对他从NASA取得的由高空探测器所收集的尘埃样品进行了研究。

结果发现，其中一些尘埃粒子在太空中至少旅行了一百多万年甚至几百万年才抵达地球。他们构建了好几个假设模型以推测这些粒子的来源。来自主要小行星带或木星家族彗星的尘埃只需要几万年即可抵达地球，因此研究人员推测这些粒子是来自遥远的柯伊伯带。

弗林说，从比海王星轨道更远的地方进入地球，要经过很多关卡：比如经过有着强大引力的大型气体行星的时候，它们既可能被捕获进入气体行星的轨道，也可能被弹射出太阳系;另外在数百万年的旅途中，它们也很可能撞上其它粒子而被摧毁。

但是研究者认为，柯伊伯带内哪怕只是很小一部分的尘埃最终顺利抵达地球，也已经是相当大数量的尘埃——因为柯伊伯带产生的尘埃量很大。

这份研究估计，黄道云内大约四分之一的尘埃来自柯伊伯带。而且这些尘埃运动的速度不大，才能穿过地球的大气层而不被烧毁。弗林说：“这是第一份通过观测划痕密度推测尘埃粒子来源的研究。”