Kāpēc komētā 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P) ir tik maz slāpekļa? Tas ir jautājums, ko zinātnieki sev uzdeva, apskatot datus no ESA kosmosa kuģa Rosetta. Faktiski tas ir jautājums, ko viņi sev uzdod katru reizi, kad mēra gāzes komētas komā. Kad Rosetta 2014. gadā apmeklēja komētu, tā izmērīja gāzes un konstatēja, ka slāpekļa ir ļoti maz.
Divos jaunos rakstos, kas publicēti žurnālā Nature Astronomy, pētnieki norāda, ka slāpekļa patiesībā netrūkst, tas vienkārši ir paslēpts dzīvības veidojošos blokos.
Rosetta tika uzsākta 2004. gadā, un mērķa, Comet 67P, sasniegšanai bija nepieciešami 10 gadi. Aptuveni divus gadus tas tika pētīts, pirms beidzās misija, ietriecoties komētā. Rosetta arī nosūtīja Filae piezemētāju uz virsmu, un, neskatoties uz sarežģīto nolaišanos, kas kropļoja tās misiju, krastmalājs joprojām varēja uzņemt attēlus no komētas virsmas.
Tas bija pirms trim gadiem, un zinātnieki joprojām strādā ar šiem datiem.
"Lai arī" Rosetta "operācijas beidzās pirms vairāk nekā trim gadiem, tā joprojām mums piedāvā neticami daudz jaunu zinātņu un joprojām ir patiesi revolucionāra misija."
Metjū Teilors, ESA Rosetta projekta zinātnieks.
Komētas lielākoties ir ledus bumbiņas, un, kad Komēta 67P tuvojās Saulei, siltums sublimēja materiālu no komētas savā komā - gāzveida, miglainā lāseņā, kas ieskauj komētu. Kad Rosetta analizēja komu, tajā bija paredzamais ķīmisko vielu daudzums, piemēram, skābeklis un ogleklis, bet tajā nebija slāpekļa.
“Šīs slāpekļa līmeņa samazināšanās iemesls joprojām ir galvenais atklātais jautājums komētas zinātnē,” sacīja Kathrin Altwegg no Bernes Universitātes, Šveice, galvenā pētniece Rosetta Orbiter jonu un neitrālas analīzes spektrometram (ROSINA) un galvenā autore. jauns pētījums.
Saskaroties ar šo trūkstošo slāpekli pagātnē, zinātnieki domāja, ka N2 (molekulārais slāpeklis) bija pārāk gaistošs, lai komētas veidošanās laikā kondensētos komētas ledus. Cits iespējamais izskaidrojums ir tāds, ka tas, iespējams, ir zaudēts Saules sistēmas aptuveni 4,6 miljardu gadu darbības laikā. Bet šie jaunie pētījumi sniedz pierādījumus, kas šos skaidrojumus atceļ.
“Izmantojot komētas 67P ROSINA novērojumus, mēs atklājām, ka šis“ trūkstošais ”slāpeklis faktiski var būt saistīts ar amonija sāļiem, kurus kosmosā ir grūti noteikt,” paziņojumā presei sacīja Altvegs.
"Amonija sāļu atrašana uz komētas ir ļoti aizraujoša no astrobioloģijas viedokļa."
Kathrin Altwegg, Rozetas orbitera jonu un neitrālo analīžu spektrometra galvenais pētnieks (ROSINA)
Viens no jaunajiem rakstiem ir “Amonija sāļu pierādījumi komētā 67P kā izskaidrojums slāpekļa samazinājumam komētas komā”. Gaistošais slāpeklis komētas komā parasti tiek pārnests NH3 (Amonjaks) un HCN (ūdeņraža cianīds.) Amonjaks var viegli apvienoties ar citām skābēm, piemēram, HCN, HNCO (izocianīnskābe) un HCOOH (skudrskābe), lai veidotu amonija sāļus. Amonija sāļi ir sastopami zemā temperatūrā komētas ledus un starpzvaigžņu vidē.
Amonija sāļiem var būt galvenā loma dzīves veidošanā. Tiek uzskatīts, ka tie ir dzīves priekšgājēji, un ir izejas savienojumi sarežģītākām molekulām, piemēram, urīnvielai un aminoskābei glicīnam. Bet tos ir grūti atklāt kosmosā. Tie ir gaistoši un nestabili kā gāze, un to infrasarkanais signāls var būt paslēpts un grūti uztverams.
Ideja, ka komētas satur dzīves pamatelementus un spēlē zināmu lomu to izplatīšanā visā Saules sistēmā, ir sena. Pirmajos gados Zemi bombardēja komētas, kas uz Zemi atveda ūdeni un, iespējams, celtniecības blokus. 2016. gadā šī ideja tika atkārtoti apstiprināta, kad Rosetta 67P komā atklāja gan glicīnu, gan fosforu.
Šī ideja ir pazīstama kā “molekulārā panspermija”, un tajā teikts, ka dzīvības celtniecības bloki tika kalti kosmosā un tika iestrādāti Saules miglājā. Kad no šī miglāja kondensējās planētas, šie celtniecības bloki devās braucienā. Komētas un citas struktūras tos nepārtraukti izplatīja visā Saules sistēmā.
“Amonija sāļu atrašana uz komētas ir ļoti aizraujoša no astrobioloģijas viedokļa,” piebilda Altvegs. "Šis atklājums uzsver, cik daudz mēs varam mācīties no šiem intriģējošajiem debess objektiem."
Pēc šī atklājuma Altveģam un pārējiem zinātniekiem bija daži dramatiski brīži. Viņi izmantoja datus no Rosetta tuvākās pieejas komētai, kad tā atradās tikai 1,9 km (1,18 jūdzes) virs tās, labi putekļainās, miglainā komā. Kosmosa kuģa novietošana šādā stāvoklī bija riskants manevrs, un viņi tolaik nevarēja sazināties ar Rosetta.
"Tā kā putekļainā vide pie komētas un Zemes rotācija, mēs tajā laikā nespējām viegli sazināties ar Rosetta, izmantojot mūsu antenas, un mums bija jāgaida līdz nākamajam rītam, lai atjaunotu mūsu sakaru saiti," sacīja Altvegs preses relīze.
“Neviens no mums tajā naktī negulēja labi! Bet gan Rosetta, gan ROSINA galu galā izturējās perfekti, nekļūdīgi izmērot visbagātāko un daudzveidīgāko masas spektru un atklājot daudzus savienojumus, kurus mēs iepriekš nebijām pamanījuši 67P. ”
Otrs jaunais pētījums saucas “Alifātisko organisko savienojumu infrasarkanā noteikšana komētas kodolā”. Galvenā autore ir Andrea Raponi no INAF, Nacionālā astrofizikas institūta Itālijā. Tā centrā ir dati, kas savākti, izmantojot Rosetta redzamo un infrasarkano staru attēlveidošanas spektrometru (VIRTIS).
Šajā rakstā pētnieki iepazīstina ar alifātisko organisko savienojumu atklāšanu 67P. Tās ir ūdeņraža un oglekļa ķēdes, kā arī dzīves sastāvdaļa. Šī ir pirmā reize, kad šie organiskie savienojumi tiek atrasti uz komētas kodola virsmas.
“Kur un kad šie alifātiskie savienojumi radās, ir ārkārtīgi svarīgi, jo tiek uzskatīts, ka tie ir svarīgi dzīves elementi, kā mēs to zinām,” skaidroja galvenā autore Raponi.
"Tāda materiāla izcelsme, kāds atrodams kometās, ir būtiska, lai mēs saprastu ne tikai Saules sistēmu, bet planētu sistēmas visā Visumā," sacīja Raponi.
Apstiprināta molekulārā Panspermija?
Šie alifātiskie celtniecības bloki nebija izveidoti uz pašas komētas. Zinātnieki domā, ka tie veidojās starpzvaigžņu vidē vai jaunajā, joprojām veidojošajā Saulē.
"Iedvesmojoši atklājumi, piemēram, šie palīdz mums daudz vairāk izprast ne tikai pašas komētas, bet arī visas mūsu kosmiskās apkārtnes vēsturi, īpašības un attīstību."
Metjū Teilors, ESA Rosetta projekta zinātnieks
Otrā darba autori arī atrada spēcīgas kompozīcijas līdzības starp 67P un citiem ar oglekli bagātajiem ārējiem Saules sistēmas objektiem.
“Mēs noskaidrojām, ka komētas 67P kodolā ir tāds pats sastāvs kā starpzvaigžņu videi, norādot, ka komēta satur nemainīgu priekšslāņu materiālu,” saka pētījuma līdzautors Fabrizio Capaccioni, arī INAF un galvenais VIRTIS pētnieks.
"Šim sastāvam ir kopīgi asteroīdi un daži meteorīti, kurus esam atraduši uz Zemes, un tas liek domāt, ka šie senie, akmeņainie ķermeņi aizslēdza dažādus savienojumus no pirmatnējā mākoņa, kas devās Saules sistēmas veidošanā."
"Tas var nozīmēt, ka vismaz daļa agrīnās Saules sistēmas organisko savienojumu nāca tieši no plašākas starpzvaigžņu vides - un tādējādi šiem savienojumiem var būt pieejama arī citām planētu sistēmām," piebilst Raponi.
Kaut arī Rosetta misija beidzās pirms vairāk nekā trim gadiem, kad kosmosa kuģis tika nosūtīts, ietriecoties komētā, zinātnieki joprojām ķemmē datus un izprot tos. Tas atspoguļo citas misijas, piemēram, Cassini misiju Saturnā. Šis kosmosa kuģis tika nosūtīts uz tā nāvi vairāk nekā pirms diviem gadiem, un zinātnieki joprojām publicē jaunus dokumentus, pamatojoties uz tā datiem.
“Kaut arī“ Rosetta ”operācijas beidzās pirms vairāk nekā trim gadiem, tā joprojām mums piedāvā neticami daudz jaunu zinātņu un joprojām ir patiesi revolucionāra misija,” piebilst Metjū Teilors, ESA Rosetta projekta zinātnieks.
Šajos pētījumos tika apskatīti pāris atklāti jautājumi komētas zinātnē: kāpēc komētām ir noplicināts slāpeklis un no kurienes komētas ieguva savu materiālu. Iedvesmojošie atklājumi, piemēram, šie palīdz mums daudz vairāk izprast ne tikai pašas komētas, bet arī visas mūsu kosmiskās apkaimes vēsturi, īpašības un attīstību, ”sacīja Teilors.
Vienā brīdī NASA apsvēra iespēju nosūtīt savus kosmosa kuģus uz 67P. To sauca par CAESAR (komētas astrobioloģijas izpētes parauga atgriešana), un, tā kā nosaukums skaidri redzams, tas bija paredzēts atgriezt paraugu pētījumiem. Tas būtu bijis pārsteidzoši. Bet šī misija bija viena no divām finālistēm misijas izvēles procesā. Otra bija Dragonfly misija, kas nosūtīs rotoru ar kuģi uz Saturna mēness Titānu. 2019. gada jūnijā Dragonfly misija tika izvēlēta pār CAESAR.
NASA pašlaik nav plānotas misijas uz komētām. Bet EKA plāno savu komētas pārtvērēja misiju. Tā būs pirmā misija, kas apmeklēs senatnīgu komētu, kas iepriekš nav apmeklējusi Saules sistēmu. Precīzs mērķis vēl nav izvēlēts.
Vairāk:
- Paziņojums presei: ROSETTA KOMETAS DZĪVES VIETU DZĪVES BLOKI, KAS SASTĀVDA DZIMŠANAS VIETU
- Pētījuma dokuments: Amonija sāļu pierādījumi komētā 67P kā izskaidrojums slāpekļa samazinājumam komētas komā.
- Pētniecības raksts: Alifātisko organisko savienojumu infrasarkanā noteikšana uz komētas kodola
