Prečo je v komete 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P) taký malý dusík? To je otázka, ktorú si vedci položili, keď sa pozreli na údaje z kozmickej lode ESA Rosetta. Je to otázka, ktorú si kladú vždy, keď merajú plyny v kóme kométy. Keď Rosetta v roku 2014 navštívila kométu, zmerala plyny a zistila, že dusík je veľmi malý.
V dvoch nových publikáciách publikovaných v Prírodnej astronómii vedci naznačujú, že dusík v skutočnosti vôbec nechýba, je len ukrytý v stavebných blokoch života.
Rosetta bola spustená v roku 2004 a jej dosiahnutie cieľa Comet 67P trvalo 10 rokov. Strávil to asi dva roky, kým ju skončil, keď narazil na kométu. Rosetta tiež vyslala landera Philae na povrch a napriek zložitému pristátiu, ktoré zmrzačilo jeho poslanie, bol lander stále schopný snímať obrázky z povrchu kométy.
To bolo pred tromi rokmi a vedci stále pracujú na údajoch.
„Aj keď operácie spoločnosti Rosetta skončili pred tromi rokmi, stále nám ponúka neuveriteľné množstvo nových vied a zostáva skutočne prelomovou misiou.“
Matt Taylor, vedecký pracovník projektu Rosetta z ESA.
Kométy sú zväčša ľadové gule, a keď sa Comet 67P priblížil k Slnku, sublimovaný materiál z kométy do kómy, plynná hmlistá guľa, ktorá kométu obklopuje. Keď Rosetta analyzovala kómu, obsahovala očakávané množstvo chemikálií, ako je kyslík a uhlík, ale bola zbavená dusíka.
„Dôvodom tohto vyčerpania dusíka zostáva hlavná otvorená otázka v kométnej vede,“ uviedla Kathrin Altwegg z Univerzity v Berlíne vo Švajčiarsku, ktorá je hlavnou vyšetrovateľkou prístroja Rosetta Orbiter Spectrometer pre iontovú a neutrálnu analýzu (ROSINA) a hlavným autorom nová štúdia.
Keď vedci konfrontovaní s týmto chýbajúcim dusíkom v minulosti mysleli, že N2 (molekulárny dusík) bol príliš prchavý na to, aby sa kondenzoval na kometárny ľad, keď sa vytvorila kométa. Ďalším možným vysvetlením je, že sa mohlo stratiť počas približne 4,6 miliardy rokov životnosti slnečnej sústavy. Tieto nové štúdie však poskytujú dôkaz, že tieto vysvetlenia zľavňujú.
"Použitím pozorovania ROSINA v systéme Comet 67P sme zistili, že tento" chýbajúci "dusík môže byť v skutočnosti viazaný na amónne soli, ktoré sa v kozmickom priestore ťažko detegujú," uviedol Altwegg v tlačovej správe.
„Nájdenie amónnych solí na kométe je z astrobiologického hľadiska veľmi vzrušujúce.“
Kathrin Altwegg, zodpovedný riešiteľ, Rosetta Orbiter Spectrometer pre iónové a neutrálne analýzy (ROSINA)
Jeden z nových článkov je nazvaný „Dôkaz amónnych solí v komete 67P ako vysvetlenie vyčerpania dusíka v kometách.“ Prchavý dusík v kóme kométy sa zvyčajne prenáša v NH3 (Amoniak) a HCN (Kyanovodík.) Amoniak sa môže ľahko kombinovať s inými kyselinami, ako je HCN, HNCO (kyselina izokyanová) a HCOOH (kyselina mravčia) za vzniku amónnych solí. Amónne soli sa nachádzajú pri nízkych teplotách v kométovom ľade a v medzihviezdnom médiu.
Amónne soli môžu hrať kľúčovú úlohu v stavebných kameňoch života. Sú považované za prekurzory života a sú východiskovými zlúčeninami pre zložitejšie molekuly, ako je močovina a aminokyselina glycín. Vo vesmíre je však ťažké ich zistiť. Sú prchavé a nestabilné ako plyn a ich infračervený signál je možné skryť a ťažko zistiť.
Myšlienka, že kométy obsahujú stavebné prvky života a zohrávajú nejakú úlohu pri ich šírení v celej slnečnej sústave, je stará. V prvých rokoch bola Zem bombardovaná kométami, ktoré priviedli na Zem vodu - a pravdepodobne aj stavebné kamene -. V roku 2016 sa táto myšlienka opätovne potvrdila, keď Rosetta objavila glycín aj fosfor v kóme 67P.
Táto myšlienka sa nazýva „molekulárna panspermia“ a hovorí, že stavebné prvky života boli kované vo vesmíre a boli začlenené do slnečnej hmloviny. Keď z tejto hmloviny kondenzovali planéty, tieto stavebné kamene išli na cestu. Neustále ich distribuovali kométy a iné telá v celej slnečnej sústave.
„Nájdenie amónnych solí na kométe je z astrobiologického hľadiska veľmi vzrušujúce,“ dodal Altwegg. „Tento objav zdôrazňuje, koľko sa môžeme z týchto zaujímavých nebeských objektov naučiť.“
Za týmto objavom sa pre Altwegga a ďalších vedcov vyskytli dramatické okamihy. Použili údaje z Rosettovho najbližšieho prístupu ku kométe, keď to bolo len 1,9 km (1,18 míľ) nad ňou, vo vnútri samotnej prašnej a hmlistej kómy. Postavenie kozmickej lode na túto pozíciu predstavovalo riskantný manéver a vtedy nemohli komunikovať s Rosetou.
"Z dôvodu prašného prostredia v kométe a rotácie Zeme sme v tom čase nemohli ľahko komunikovať s Rosetou prostredníctvom našich antén a museli sme počkať do nasledujúceho rána, aby sme obnovili naše komunikačné spojenie," uviedol Altwegg v tlačová správa.
"Nikto z nás v tú noc nespal dobre!" Ale Rosetta aj ROSINA sa správali dokonale, bezchybne merali najhojnejšie a najrozmanitejšie hmotnostné spektrá a odhalili mnoho zlúčenín, ktoré sme na 67P nikdy nevideli. ““
Druhá nová štúdia s názvom „Infračervená detekcia alifatických organických látok na kometárnom jadre.“ Hlavným autorom je Andrea Raponi z INAF, Národného ústavu pre astrofyziku v Taliansku. Zameriava sa na údaje zhromaždené pomocou prístroja na meranie viditeľného a infračerveného termovízneho zobrazovania (VIRTIS) spoločnosti Rosetta.
V tomto článku vedci uvádzajú objav alifatických organických zlúčenín na 67P. Sú to reťazce vodíka a uhlíka a sú tiež stavebnými kameňmi života. Je to prvýkrát, keď sa tieto organické zlúčeniny našli na povrchu jadra kométy.
„Odkiaľ a kedy tieto alifatické zlúčeniny pochádzajú, sú nesmierne dôležité, pretože sa považujú za základné stavebné kamene života, ako ich poznáme,“ vysvetlil hlavný autor Raponi.
„Pôvod materiálu, ako je tento, nájdený v kométach, je rozhodujúci pre naše pochopenie nielen našej slnečnej sústavy, ale aj planétových systémov v celom vesmíre,“ povedal Raponi.
Molekulárna panspermia potvrdená?
Tieto alifatické stavebné bloky sa netvorili na samotnej kométe. Vedci si myslia, že sa tvorili v medzihviezdnom médiu alebo v mladom stále sa formujúcom Slnku.
„Inšpirujúce objavy, ako sú tieto, nám pomáhajú porozumieť oveľa viac o samotných kométach, ale o histórii, charakteristikách a vývoji celého nášho kozmického okolia.“
Matt Taylor, vedecký pracovník projektu Rosetta z ESA
Autori druhého článku tiež našli silné kompozičné podobnosti medzi 67P a inými objektmi slnečnej sústavy bohatými na uhlík.
„Zistili sme, že jadro kométy 67P má zloženie podobné medzihviezdnemu médiu, čo naznačuje, že kométa obsahuje nezmenený presolický materiál,“ hovorí spoluautor štúdie Fabrizio Capaccioni, tiež INAF a hlavný výskumný pracovník pre VIRTIS.
„Toto zloženie zdieľajú aj asteroidy a niektoré meteority, ktoré sme našli na Zemi, čo naznačuje, že tieto starobylé skalnaté telá uzamkli rôzne zmesi z prvotného mraku, ktorý pokračoval a tvoril slnečnú sústavu.“
„Môže to znamenať, že aspoň zlomok organických zlúčenín v ranej slnečnej sústave pochádza priamo zo širšieho medzihviezdneho média - a teda môžu mať k týmto zlúčeninám prístup aj iné planétové systémy,“ dodáva Raponi.
Napriek tomu, že misia Rosetta skončila pred viac ako tromi rokmi, keď bola kozmická loď zasiahnutá do kométy, vedci stále preberajú údaje a dávajú to zmysel. Toto odráža ďalšie misie, ako je Cassiniho misia v Saturn. Táto kozmická loď bola zaslaná na jej zánik pred viac ako dvoma rokmi a vedci na základe jej údajov stále publikujú nové noviny.
„Aj keď operácie spoločnosti Rosetta skončili pred tromi rokmi, stále nám ponúka neuveriteľné množstvo nových vedeckých poznatkov a zostáva skutočne prelomovou misiou,“ dodáva Matt Taylor, vedecký pracovník projektu Rosetta Project.
„Tieto štúdie sa zaoberali niekoľkými otvorenými otázkami v kométnej vede: prečo sú kométy vyčerpané v dusíku a odkiaľ kométy získali svoj materiál. Inšpiratívne objavy, ako sú tieto, nám pomáhajú porozumieť oveľa viac o samotných kométach, ale o histórii, charakteristikách a vývoji celého nášho kozmického okolia, “povedal Taylor.
V jednom okamihu NASA uvažovala o vyslaní vlastnej kozmickej lode na 67P. Nazývalo sa to CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) a ako je zrejmé z jeho názvu, priniesla späť vzorku na štúdium. To by bolo úžasné. Táto misia však bola jedným z dvoch finalistov procesu výberu misií. Druhou bola misia Vážka, ktorá poslala rotorové plavidlo na Saturnov mesiac Mesan. V júni 2019 bola misia Vážok vybraná za CAESAR.
NASA v súčasnosti nemá plánované misie na kométy. ESA však plánuje svoju misiu Interceptor Comet Interceptor. Bude to prvá misia, ktorá navštívi nedotknutú kométu, ktorá predtým nenavštívila vnútornú slnečnú sústavu. Presný cieľ ešte nebol vybraný.
Viac:
- Tlačová správa: STAVEBNÉ BLOKY ŽIVOTA ZOBRAZENÉ NA COMETOCH ROSETTOVEJ ZLOŽKY PRI ZLOŽENÍ JEHO BIRTHPLACE
- Výskumná práca: Dôkaz amónnych solí v komete 67P ako vysvetlenie vyčerpania dusíka v kometách
- Výskumná práca: Infračervená detekcia alifatických organických látok na kometárnom jadre
