Защо в Комета 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P) има толкова малко азот? Това е въпрос, който учените си зададоха, когато погледнаха данните от космическия кораб на ESA на Rosetta. Всъщност това е въпрос, който си задават всеки път, когато измерват газовете в комата на кометата. Когато Розета посети кометата през 2014 г., тя измерва газовете и установи, че има много малко азот.
В две нови доклади, публикувани в Nature Astronomy, изследователите предполагат, че азотът изобщо не липсва, а просто е скрит в градивните елементи на живота.
Rosetta стартира през 2004 г. и отне 10 години, за да достигне целта си, Comet 67P. Прекара около две години, изучавайки го, преди да прекрати мисията си, като се блъсна в кометата. Розета също изпрати на повърхността кацателя Фила и въпреки трудното кацане, което осакати мисията му, все още можеше да вземе изображения от повърхността на кометата.
Това беше преди три години и учените все още работят чрез данните.
„Въпреки че операциите на Rosetta приключиха преди три години, тя все още ни предлага невероятно количество нова наука и остава наистина новаторска мисия.“
Мат Тейлър, учен от проекта на Rosetta на ESA
Кометите са до голяма степен ледени топки и когато Комета 67P се приближи до Слънцето, топлината сублимира материала от кометата в комата, газообразно, мътно петно, което заобикаля кометата. Когато Розета анализира комата, тя съдържа очакваните количества химикали като кислород и въглерод, но се изчерпва с азот.
„Причината за това изчерпване на азота остава основен открит въпрос в кометарната наука“, казва Катрин Алтваг от Университета в Берн, Швейцария, главен изследовател на спектрометъра „Розета Орбитър“ за йонни и неутрални анализи (ROSINA) и водещ автор на ново проучване.
Когато се сблъсквали с този липсващ азот в миналото, учените смятали, че N2 (молекулен азот) беше твърде летлив, за да се кондензира в кометен лед, когато кометата се образува. Друго възможно обяснение е, че тя може да е загубена през приблизително 4,6 милиарда години живот на Слънчевата система. Но тези нови изследвания представят доказателства, които отхвърлят тези обяснения.
„Използвайки наблюденията на ROSINA на Комета 67P, ние открихме, че този„ липсващ “азот може в действителност да бъде свързан с амониеви соли, които трудно могат да бъдат открити в космоса“, казва Алтваг в съобщение за пресата.
„Намирането на амониеви соли в кометата е изключително вълнуващо от гледна точка на астробиологията.“
Катрин Алтваг, главен изследовател, орбитален спектраметър за розетка за йон и неутрален анализ (ROSINA)
Един от новите документи е озаглавен „Доказателство за амониеви соли в комета 67P като обяснение за изчерпването на азота в кометарните коми.“ Летливият азот в комата на комата обикновено се носи в NH3 (Амоняк) и HCN (циановодород.) Амонякът може лесно да се комбинира с други киселини като HCN, HNCO (изоцианова киселина) и HCOOH (мравчена киселина), за да образува амониеви соли. Амониевите соли се намират при ниските температури в кометен лед и в междузвездната среда.
Амониевите соли могат да играят ключова роля в градивните елементи на живота. Смята се, че те са предшественици на живота и са изходните съединения за по-сложни молекули като урея и аминокиселина глицин. Но те са трудни за откриване в космоса Те са летливи и нестабилни като газ, а инфрачервеният им сигнал може да бъде скрит и трудно откриваем.
Идеята, че кометите съдържат градивните елементи на живота и играят някаква роля за разпространението им в Слънчевата система, е стара. В ранните си години Земята беше бомбардирана от комети, които донесоха вода - и вероятно строителните блокове - на Земята. През 2016 г. тази идея се потвърждава отново, когато Розета открива както глицин, така и фосфор в кома на 67Р.
Тази идея е известна като "молекулярна панспермия" и казва, че градивните елементи на живота са били изковани в космоса и са включени в слънчевата мъглявина. Тъй като планетите се кондензираха от тази мъглявина, тези градивни елементи продължиха да пътуват. Те също бяха разпространявани в Слънчевата система непрекъснато от комети и други тела.
„Намирането на амониеви соли в кометата е изключително вълнуващо от гледна точка на астробиологията“, добави Алтваг. „Това откритие подчертава колко много можем да научим от тези интригуващи небесни обекти.“
За това откритие имаше няколко драматични моменти за Алтвег и другите учени. Те използваха данни от най-близкия подход на Розета към кометата, когато тя беше само на 1,9 км (1,18 мили) над нея, добре вътре в прашната, мътна кома. Поставянето на космическия кораб в това положение беше рискована маневра и те не можеха да общуват с Rosetta по това време.
„Поради прашната среда в кометата и въртенето на Земята, ние не успяхме да общуваме лесно с Розета през нашите антени по това време и трябваше да изчакаме до следващата сутрин, за да възстановим нашата комуникационна връзка“, каза Алтвег в прессъобщение.
„Никой от нас не е спал добре тази нощ! Но и Rosetta, и ROSINA в крайна сметка се държаха перфектно, безупречно измервайки най-изобилните и най-разнообразни масови спектри досега и разкривайки много съединения, които никога не бяхме забелязали преди 67P. "
Второто ново изследване е озаглавено „Инфрачервено откриване на алифатни органични вещества върху кометно ядро.“ Водещ автор е Андреа Рапони от INAF, Националния институт за астрофизика в Италия. Той е съсредоточен върху данните, събрани с инструмента за видим и инфрачервен термичен образ на спектъра на Rosetta (VIRTIS).
В тази статия изследователите представят откриването на алифатни органични съединения на 67P. Те са вериги от водород и въглерод, а също така са градивни елементи на живота. За първи път тези органични съединения са открити на повърхността на ядрото на кометата.
„Откъде и кога са произлезли тези алифатни съединения е изключително важно, тъй като се смята, че те са основни градивни елементи на живота, както го познаваме“, обясни водещият автор Рапони.
„Произходът на материал, какъвто е този в кометите, е от решаващо значение за нашето разбиране на не само нашата Слънчева система, но и планетарните системи в цялата Вселена“, каза Рапони.
Молекулярна панспермия потвърдена?
Тези алифатни градивни елементи не са били образувани върху самата комета. Учените смятат, че те са се образували в междузвездната среда или в младото все още формиращо се Слънце.
„Вдъхновяващи открития като тези ни помагат да разберем много повече за не само кометите, но историята, характеристиките и еволюцията на целия ни космически квартал.“
Мат Тейлър, учен от проекта на Rosetta на ESA
Авторите на втория документ откриват също силни композиционни прилики между 67P и други обекти, богати на въглерод, на външната Слънчева система.
„Установихме, че ядрото на Комета 67Р има състав, подобен на междузвездната среда, което показва, че кометата съдържа непроменен пресоларен материал“, казва съавторът на изследването Фабрицио Капакчони, също от INAF и главен изследовател на VIRTIS.
„Тази композиция е споделена и от астероиди и някои метеорити, които открихме на Земята, което предполага, че тези древни, скалисти тела са заключили различни съединения от първичния облак, които са образували Слънчевата система.“
„Това може да означава, че поне част от органичните съединения в ранната Слънчева система идват директно от по-широката междузвездна среда - и по този начин другите планетарни системи също могат да имат достъп до тези съединения“, добавя Рапони.
Въпреки че мисията на Rosetta приключи преди повече от три години, когато космическият кораб беше изпратен, катастрофирайки в кометата, учените все още гребят данните и имат смисъл от това. Това отразява други мисии като мисията Касини в Сатурн. Космическият кораб беше изпратен в смъртта си преди повече от две години и учените все още публикуват нови документи въз основа на неговите данни.
„Въпреки че операциите на Rosetta приключиха преди три години, тя все още ни предлага невероятно количество нова наука и си остава наистина новаторска мисия“, добавя Мат Тейлър, учен от проекта на Rosetta на ESA.
„Тези изследвания се справиха с няколко отворени въпроса в кометарната наука: защо кометите са изчерпани с азот и откъде кометите са получили своя материал. Вдъхновяващи открития като тези ни помагат да разберем много повече за не само кометите, но и за историята, характеристиките и еволюцията на целия ни космически квартал “, казва Тейлър.
В един момент НАСА обмисляше да изпрати свой космически кораб до 67P. Наричаше се CAESAR (Връщане на проба за изследване на астробиологията на кометата) и както името й става ясно, щеше да върне проба обратно за изследване. Това би било невероятно. Но тази мисия беше един от двамата финалисти в процеса на избор на мисия. Другата беше мисията Dragonfly, която ще изпрати роторно плавателно средство до лунния титан на Сатурн. През юни 2019 г. е избрана мисията "Стрекоза" над CAESAR.
В момента НАСА няма планирани мисии до комети. Но ESA планира мисията си за прехващане на кометите. Ще бъде първата мисия да посетите девствена комета, която не е посещавала вътрешната Слънчева система преди. Точната цел още не е избрана.
Повече ▼:
- Прессъобщение: ИЗГРАЖДАНЕ НА БЛОКОВЕ НА ЖИВОТА, ПОСОЧЕНИ НА КОМЕТЪТ НА РОСЕТТА НА СЪСТАВ НА СЪСТОЯНИЕТО СИ
- Документ за изследване: Доказателства за амониеви соли в комета 67P като обяснение за изчерпването на азота в кометарните коми
- Изследователска книга: Инфрачервено откриване на алифатни органични органи върху кометно ядро
