韦伯首次对照同一颗彗星的遥感光谱与返回样品

81P/Wild 2是一颗木星族彗星，也是NASA“星尘号”样品返回任务的目标。探测器在2004年飞掠彗星并收集彗发颗粒，样品于2006年返回地球。实验室能够精细分析这些颗粒，但取样过程只覆盖有限数量和粒径范围；遥感光谱则观察彗星当时释放到彗发中的整体气体和尘埃。

研究团队在2023年3月20日和24日使用韦布空间望远镜观测Wild 2，当时它距太阳约1.85天文单位。NIRSpec与MIRI的积分视场光谱同时提供近红外和中红外信息，使研究人员可以在同一组观测中分析挥发性分子、彗核热辐射和彗发尘埃。

论文报告了水、甲烷、乙烷、甲醇、一氧化碳、二氧化碳、碳-13二氧化碳、羰基硫、氰化氢和氰自由基等分子的可靠检出。相对丰度与Wild 2此前近日点回归时的报告值在2σ范围内相容，说明这次观测没有显示出超出该误差范围的整体成分矛盾。

部分光谱线还提供了比单纯“是否检出”更具体的测量。水分子的正交—仲氢自旋异构比为2.76±0.05，碳-12二氧化碳与碳-13二氧化碳之比为85±4。这些数值来自韦布光谱拟合，需要在论文所用模型和误差范围内理解。

团队同时拟合彗核与尘埃的热辐射，得到彗核有效半径约1.77±0.04公里。对亚微米彗发颗粒的相对质量组成，模型给出约36%非晶碳、25%非晶镁铁橄榄石、23%富镁晶质橄榄石和15%非晶镁铁辉石；亚微米颗粒的晶质质量比例约为0.362±0.003。

这些尘埃比例是热模型结果，不等于把返回样品中的每一粒颗粒直接称重后得到同一比例。星尘号样品分析和韦布光谱对不同颗粒群体的敏感性并不相同：前者研究被捕获并带回地球的细小物质，后者根据彗发热辐射推断观测时存在的尘埃总体。

论文的核心贡献正是把两种观察窗口放到同一颗彗星上比较。研究发现，韦布热模型与星尘号返回材料并不是互相替代，而是分别突出彗发中的不同颗粒群体；两者结合，能更完整地检验遥感推断与实验室样品分析之间的对应关系。

现阶段成果仍以预印本公开。具体尘埃比例依赖热辐射模型，且不能把遥感与返回样品的差异简单解释为某一种方法“错误”。更准确的表述是：同一天体的两类数据具有互补选择效应，这次研究首次为韦布太阳系遥感与已返回彗星样品建立直接对照。