星尘的JWST研究。II. 彗星81P/Wild 2中的多环芳烃及其对原始太阳系碳的启示
A JWST Study of Stardust. II. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Comet 81P/Wild 2 and Implications for Primitive Solar System Carbon
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- NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
- American University（美利坚大学）
- NASA Ames Research Center（美国宇航局艾姆斯研究中心）
- University of Western Ontario（韦仕敦大学）
- SETI Institute（搜寻地外文明研究所）
- University of Minnesota（明尼苏达大学）
- Observatoire de Paris（巴黎天文台）
- Université PSL（巴黎文理研究大学）
- CNRS（法国国家科学研究中心）
- Sorbonne Université（索邦大学）
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中文总结 AI 辅助
利用JWST对彗星81P/Wild 2进行遥感光谱观测，首次将其与返回样本实验室分析对比，证实彗发中存在多环芳烃，揭示其继承自星际介质和原行星盘，对理解原始太阳系碳具有重要意义。
中文摘要 AI 辅助
我们报告了对彗星81P/Wild 2的观测，该彗星是星尘样本返回任务的目标，观测时间为UT 2023年3月20日和24日，日心距离（$r_H$）为1.85天文单位，使用了詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）上的NIRSpec和MIRI积分场单元摄谱仪。这项研究是首次将JWST对太阳系天体的遥感光谱与其返回样本的地面分析进行成分比较。近期工作确定了彗发挥发物的分子发射和彗核及彗发尘埃颗粒的热发射对这些光谱的贡献。减去分子和热发射模型后，产生了一个残差光谱，在3.37 $\mu$m附近有一个清晰的共振，以及在6至12 $\mu$m区域有多个其他共振。对这些残差的分析提供了强有力的证据，表明81P/Wild 2的彗发中存在多环芳烃（PAHs）。所得的PAH族群反映了并入81P/Wild 2彗核的物质，这些物质继承自弥散星际介质、星际介质和原行星盘。JWST感测到的PAHs与星尘任务返回样本实验室分析中检测到的PAHs进行了比较。
英文摘要
We report observations of comet 81P/Wild 2, target of the Stardust sample return mission, on UT 2023 March 20 and 24 at a heliocentric distance ($r_H$) of 1.85 au using the NIRSpec and MIRI integral field unit spectrographs on board the James Webb Space Telescope (JWST). This study is the first compositional comparison between JWST remote-sensing spectroscopy of a solar system object against terrestrial analysis of its returned samples. Recent work determined contributions of molecular emission from coma volatiles and thermal emission from the nucleus and coma dust grains to these spectra. Subtracting the molecular and thermal emission models produces a residual spectrum with a clear resonance near 3.37 $μ$m and multiple others spanning the $6 - 12$ $μ$m region. Analysis of these residuals provides strong evidence for the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the coma of 81P/Wild 2. The resulting PAH populations reflect material incorporated into the nucleus of 81P/Wild 2 that was inherited from the diffuse interstellar medium, the interstellar medium, and the protoplanetary disk. The PAHs sensed by JWST are compared to those detected in laboratory analyses of the Stardust mission returned samples.
