Miks on komeedis 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P) nii vähe lämmastikku? See on küsimus, mille teadlased esitasid ESA kosmoselaeva Rosetta andmeid vaadates endalt. Tegelikult on see küsimus, mille nad küsivad endalt iga kord, kui komeedi koomas gaase mõõta. Kui Rosetta 2014. aastal komeeti külastas, mõõtis ta gaase ja leidis, et lämmastikku on väga vähe.
Kahes uues ajakirjas Nature Astronomy avaldatud artiklis väidavad teadlased, et lämmastikku pole tegelikult üldse puudu, see on lihtsalt peidus elu ehitusplokkides.
Rosetta loodi 2004. aastal ja eesmärgi, Comet 67P, saavutamiseks kulus 10 aastat. Selle uurimiseks kulus umbes kaks aastat, enne kui ta lõpetas oma missiooni komeedile kukkumisega. Rosetta saatis ka Philae maanduri pinnale ja vaatamata keerulisele maandumisele, mis selle ülesande lagunes, suutis maandur ikkagi komeedi pinnalt pilte teha.
See oli kolm aastat tagasi ja teadlased töötavad endiselt andmete abil.
"Ehkki Rosetta operatsioonid lõppesid üle kolme aasta tagasi, pakub see meile endiselt uskumatult palju uut teadust ja jääb tõeliselt murranguliseks missiooniks."
Matt Taylor, ESA Rosetta projekti teadlane.
Komeedid on suuresti jääpallid ja kui Komeet 67P lähenes Päikesele, sublimeeris kuumus komeedilt saadud materjali koomasse - komeeti ümbritsev gaasiline, udune kämp. Kui Rosetta koomat analüüsis, sisaldas see eeldatavas koguses kemikaale, nagu hapnik ja süsinik, kuid vajas lämmastikku.
"Selle lämmastiku kahanemise põhjus on komeediteaduses jäänud endiselt suureks lahtiseks küsimuseks," ütles Kathrin Altwegg Šveitsi Berni ülikoolist, ioon- ja neutraalse analüüsi instrumendi Rosetta Orbiter spektromeetri (ROSINA) juhtivteadur ja juhtiv autor. uus uuring.
Varem selle puuduva lämmastikuga kokku puutudes arvasid teadlased, et N2 (molekulaarne lämmastik) oli komeedi moodustumisel komeedijääks kondenseerumiseks liiga lenduv. Teine võimalik seletus on see, et Päikesesüsteemi umbes 4,6 miljardi aasta jooksul võib see kaduda. Kuid need uued uuringud pakuvad tõendusmaterjali, mis neid seletusi vähendab.
"Kasutades komeedi 67P ROSINA vaatlusi, avastasime, et see" kadunud "lämmastik võib tegelikult olla seotud ammooniumsooladega, mida on kosmoses raske tuvastada," ütles Altwegg pressiteates.
"Ammooniumisoolade leidmine komeedilt on astrobioloogia vaatenurgast tohutult põnev."
Kathrin Altwegg, Rosetta ioonide ja neutraalse analüüsi spektromeetri Rosetta orbiidispektromeeter (ROSINA)
Üks uutest artiklitest kannab pealkirja “Komeedi 67P ammooniumsoolade tõendusmaterjal komeedi koomas esineva lämmastiku kahanemise selgitamiseks”. Komeedi koomas lenduv lämmastik kandub tavaliselt NH-s3 (Ammoniaak) ja HCN (vesiniktsüaniid.) Ammoniaak saab ammooniumsoolade moodustamiseks hõlpsalt kombineerida teiste hapetega nagu HCN, HNCO (isotsüanhape) ja HCOOH (sipelghape). Ammooniumsoolasid leidub madalatel temperatuuridel komeedijääs ja tähtedevahelises keskkonnas.
Ammooniumsoolad võivad mängida võtmerolli elu alustalades. Neid peetakse elu eelkäijateks ja nad on lähteühenditeks keerukamatele molekulidele nagu uurea ja aminohape glütsiin. Kuid neid on kosmoses raske tuvastada. Need on gaasina lenduvad ja ebastabiilsed ning nende infrapunasignaal võib olla peidetud ja seda on keeruline tuvastada.
Idee, et komeedid sisaldavad elu alustala ja mängivad mingisugust rolli nende levimisel kogu Päikesesüsteemis, on vana. Varastel aastatel pommitasid Maad komeedid, mis tõid Maale ja tõenäoliselt ka ehituskivi. 2016. aastal kinnitati seda mõtet uuesti, kui Rosetta avastas 67P koomas nii glütsiini kui ka fosforit.
Seda ideed tuntakse kui 'molekulaarset panspermiat' ja selles öeldakse, et elu ehitusplokid sepistati kosmoses ja lülitati päikesesisse. Kuna planeedid sellest udupinnast kondenseerusid, läksid need ehitusplokid sõitma. Neid jagasid komeedid ja muud keha ka pidevalt Päikesesüsteemis.
"Ammooniumisoolade leidmine komeedilt on astrobioloogia seisukohast äärmiselt põnev," lisas Altwegg. "See avastus näitab vaid seda, kui palju on meil neist intrigeerivatest taevaobjektidest õppida."
Altweggi ja teiste teadlaste jaoks oli selle avastuse taga mõni dramaatiline hetk. Nad kasutasid andmeid Rosetta lähima lähenemise kohta komeedile, kui see oli kõigest 1,9 km (1,18 mi) kõrgemal, hästi tolmuses, uduses koomas. Kosmoseaparaadi sellesse asendisse seadmine oli riskantne manööver ja nad ei saanud Rosettaga sel ajal suhelda.
"Komeedi tolmuse keskkonna ja Maa pöörlemise tõttu ei saanud me omal ajal antennide kaudu Rosettaga hõlpsalt ühendust ning pidime oma sideühenduse taastamiseks ootama järgmise hommikuni," rääkis Altwegg Pressiteade.
“Keegi meist ei maganud sel ööl hästi! Kuid nii Rosetta kui ka ROSINA käitusid suurepäraselt, mõõtes veatult kõige rikkalikumat ja kõige mitmekesisemat massispektrit ning paljastades paljusid ühendeid, mida me polnud 67P peal varem märganud. ”
Teine uus uuring kannab pealkirja “Alifaatsete orgaaniliste ainete infrapunatuvastus kometaarses tuumas”. Juhtiv autor on Andrea Raponi INAF-ist, Itaalia Riiklik Astrofüüsika Instituut. See on keskendunud andmetele, mis on kogutud Rosetta aparaadi Visible and Infrared Thermal Imaging Spektrometer (VIRTIS) abil.
Selles dokumendis tutvustavad teadlased alifaatsete orgaaniliste ühendite avastust 67P-l. Need on vesiniku ja süsiniku ahelad ning need on ka elu alustalad. See on esimene kord, kui neid orgaanilisi ühendeid leitakse komeedi tuuma pinnalt.
„Kust ja millal need alifaatsed ühendid pärit on, on ülimalt oluline, kuna arvatakse, et need on elu olulised tugipunktid, nagu me seda teame,“ selgitas juhtiv autor Raponi.
"Sellise materjali, nagu see on komeetides, päritolu on ülioluline, et mõistaksime mitte ainult meie päikesesüsteemi, vaid planeedi süsteeme kogu universumis," ütles Raponi.
Molekulaarne Panspermia on kinnitatud?
Neid alifaatseid ehitusplokke polnud komeedil endal moodustatud. Teadlaste arvates moodustusid nad tähtedevahelises keskkonnas ehk noorena alles moodustavas Päikeses.
"Sellised inspireerivad avastused aitavad meil mõista mitte ainult komeete ennast, vaid kogu meie kosmilise naabruskonna ajalugu, omadusi ja arengut."
Matt Taylor, ESA Rosetta projekti teadlane
Teise töö autorid leidsid ka tugevaid kompositsioonilisi sarnasusi 67P ja teiste süsinikurikaste Päikesesüsteemi objektide vahel.
"Leidsime, et komeedi 67P tuumas on tähtedevahelise söötmega sarnane koostis, mis näitab, et komeet sisaldab muutumatut eelsolaarset materjali," ütleb uuringu kaasautor Fabrizio Capaccioni, samuti INAF ja VIRTISe uurija.
"Seda koostist jagavad ka asteroidid ja mõned meteoriidid, mille oleme Maalt leidnud, mis viitab sellele, et need iidsed kivised kehad lukustasid mitmesuguseid ühendeid ürgsest pilvest, mis moodustas päikesesüsteemi."
"See võib tähendada, et vähemalt murdosa varase Päikesesüsteemi orgaanilistest ühenditest tuli otse laiemast tähtedevahelisest keskkonnast - ja seega võivad ka teised planeedisüsteemid nendele ühenditele pääseda," lisab Raponi.
Ehkki Rosetta missioon lõppes rohkem kui kolm aastat tagasi, kui kosmoseaparaat saadeti komeedisse krahhi lööma, kammivad teadlased andmeid endiselt ja saavad sellest aru. See peegeldab muid missioone nagu Cassini missioon Saturnisse. Kosmosesõiduk saadeti tema hukkumisele üle kahe aasta tagasi ja teadlased avaldavad selle andmete põhjal endiselt uusi pabereid.
"Ehkki Rosetta operatsioonid lõppesid üle kolme aasta tagasi, pakub see meile endiselt uskumatult palju uut teadust ja jääb tõeliselt murranguliseks missiooniks," lisab ESA Rosetta projekti teadlane Matt Taylor.
Need uuringud käsitlesid komeediteaduses paari lahtist küsimust: miks komeedid vaevavad lämmastikku ja kust komeedid oma materjali said. Sellised inspireerivad avastused aitavad meil mõista mitte ainult komeete ennast, vaid kogu meie kosmilise naabruskonna ajalugu, omadusi ja arengut, ”ütles Taylor.
Ühel hetkel kaalus NASA omaenda kosmoselaeva saatmist telefonile 67P. Selle nimi oli CAESAR (komeedi astrobioloogia uurimise proovi tagastamine) ja nagu nimigi selgub, kavatseti see proov uuringuks tagasi tuua. See oleks olnud hämmastav. Kuid see missioon oli üks kahest missiooni valimise protsessi finalistist. Teine oli Dragonfly missioon, mis saatis rootori-veesõiduki Saturni Kuu Titanile. 2019. aasta juunis valiti Dragonfly missioon CAESARi kohale.
NASA-l pole praegu kavandatud missioone komeetide juurde. Kuid ESA kavandab oma komeedi pealtvaataja missiooni. See on esimene missioon külastada puutumatut komeeti, mis pole varem sisemist Päikesesüsteemi külastanud. Täpset eesmärki pole veel valitud.
Veel:
- Pressiteade: ROSETTA KETETI NÕUETELE ESITATUD ELUMÕPETE EELNÕU SÜNNIKOHA KOOSTISEL
- Uurimistöö: Komeedi 67P ammooniumisoolade tõendusmaterjal komeedikoomas lämmastiku kahanemise kohta
- Uurimistöö: Alifaatsete orgaaniliste ainete infrapunatuvastus komeetilisel tuumal
