高活动性彗星中水的类地氘氢比

彗星水中的 D/H 比已被证明在奥尔特云彗星与源自柯伊伯带的木星族彗星中均为地球海洋值的 1 至 3 倍。我们呈现了使用平流层红外天文观测台（SOFIA）上的 GREAT 光谱仪对木星族彗星 46P/Wirtanen 中水同位素体所进行的新灵敏光谱观测。推导出的 D/H 比为 $(1.61 \pm 0.65) \times 10^{-4}$，与地球海洋中的相同。尽管统计有限，我们表明在现有数据中已显现出有趣的趋势。在 D/H 比与活动分数（定义为活动表面积与总核表面积之比）之间可见明显的反相关。活动分数高于 0.5 的彗星其水中 D/H 比通常与类地值一致。这些高活动性彗星，如 46P/Wirtanen，需要在其彗发中有额外的水蒸气源，这由从核抛出的升华冰粒的存在所解释。所观测到的相关性可能表明高活动性彗星属于一类富冰天体种群，它们形成于雪线之外不远，或形成于太阳星云的最外区，由内盘经热再处理并在早期盘演化中向外输送的水所构成。所观测到的活动分数与核尺寸之间的反相关似乎反对第一种解释，因为雪线附近的星子预期会经历快速生长。或者，由核与冰粒释出的水的同位素性质可能因升华时的分馏效应而不同。在此情形下，所有彗星可能共享相同的类地水中 D/H 比，这对早期太阳系与地球海洋起源具有深远影响。