Miért van ilyen kevés nitrogén a 67P üstökösben / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Ezt a kérdést a tudósok feltették magukra, amikor az ESA Rosetta űrhajója adatait nézték. Valójában ez egy olyan kérdés, amelyet maguk felteszik maguknak, amikor mérik a gázokat az üstökös kómájában. Amikor Rosetta 2014-ben ellátogatott az üstökösbe, megmérte a gázokat és megállapította, hogy nagyon kevés nitrogén van.
A Nature Astronomy által közzétett két új cikkben a kutatók azt sugallják, hogy az nitrogénről valójában hiányzik, hanem csak az élet építőelemeiben rejlik.
A Rosetta 2004-ben indult, és 10 évbe telt, hogy elérje célját, a Comet 67P-t. Kb. Két évet töltött tanulmányozása előtt, mielőtt befejezte küldetését az üstökösbe ütközés után. Rosetta a Philae-t is a felszínre szállította, és annak ellenére, hogy egy nehéz leszállás megrontotta küldetését, a landoló továbbra is képeket készített az üstökös felületéről.
Ez volt három évvel ezelőtt, és a tudósok még mindig dolgozzák fel az adatokat.
"Bár a Rosetta műveletei több mint három évvel ezelőtt véget értek, még mindig hihetetlen mennyiségű új tudományt kínál számunkra, és valóban úttörő küldetés marad."
Matt Taylor, az ESA Rosetta Projekttudósa.
Az üstökösök nagyrészt jéggömbök, és amikor a 67P üstökös közeledett a Naphoz, a hő a szublimált anyagot az üstökösről kómájába, egy gáznemű, ködös foltot veszi körül, amely az üstökösöt veszi körül. Amikor Rosetta elemezte a kómát, az tartalmazta a várt vegyi anyagmennyiségeket, például az oxigént és a szént, de kimerítette a nitrogént.
„A nitrogénszükséglet oka továbbra is komoly nyitott kérdés marad a kometár tudományban” - mondta Kathrin Altwegg a svájci Bern Egyetemen, a Rosetta Orbiter Ion- és Semleges Analízis Spektrométerének (ROSINA) fő kutatója és a új tanulmány.
Amikor a múltban szembesültek ezzel a hiányzó nitrogéntel, a tudósok úgy gondolták, hogy N2 (a molekuláris nitrogén) túl illékony volt ahhoz, hogy konetálódjon üstökös jégré, amikor az üstökös kialakul. További lehetséges magyarázat az, hogy valószínűleg elveszett a Naprendszer körülbelül 4,6 milliárd éves élettartama alatt. De ezek az új tanulmányok bizonyítékokat szolgáltatnak, amelyek meggátolják ezeket a magyarázatokat.
"A 67P üstökös ROSINA megfigyelései alapján felfedeztük, hogy ez a" hiányzó "nitrogén valójában ammóniumsókba kötődik, amelyeket az űrben nehéz felismerni" - mondta Altwegg sajtóközleményében.
"Az ammóniumsók megtalálása az üstökösön asztrobiológiai szempontból rendkívül izgalmas."
Kathrin Altwegg, fő nyomozó, Rosetta Orbiter spektrométer ion- és semleges analízishez (ROSINA)
Az egyik új cikk címe: "A 67P üstökös ammóniumsóinak bizonyítéka a kometáris kómában levő nitrogén kimerülésének magyarázata". Az üstökös kómájában az illékony nitrogént általában NH-ban hordozzák3 (Ammónia) és HCN (hidrogén-cianid.) Az ammónia könnyen kombinálható más savakkal, például a HCN-rel, a HNCO-val (izociansav) és a HCOOH-val (hangyasav) ammóniumsók képzéséhez. Az ammóniumsók megtalálhatók az alacsony hőmérsékletekben a üstökösjégben és a csillagközi közegben.
Az ammóniumsók kulcsszerepet játszhatnak az élet építőelemeiben. Úgy gondolják, hogy az élet előfutárai, és bonyolultabb molekulák, például karbamid és aminosav glicin kiindulási vegyületei. De ezeket nehéz észlelni az űrben. Gázként illékonyak és instabilok, infravörös jeleik rejtve maradhatnak és nehezen észlelhetők.
Régi ötlet az, hogy a üstökösök tartalmazzák az élet építőköveit és valamilyen szerepet játszanak abban, hogy elterjesszék azokat a Naprendszerben. Korai éveiben a Földet üstökösök bombázták, amelyek vizet - és valószínűleg az építőelemeket - hoztak a Földre. 2016-ban ezt az elgondolást megerősítették, amikor Rosetta felfedezte mind a glicint, mind a foszfort a 67P kómájában.
Ez az ötlet „molekuláris panspermia” néven ismert, és azt mondja, hogy az élet építőelemeit az űrben kovácsolták és beépítették a nap ködébe. Amint a bolygók kondenzálódtak ebből a ködből, ezek az építőelemek mentén indultak. Ezeket a Naprendszerben is folyamatosan terjesztették üstökösök és más testületek.
"Az ammóniumsók megtalálása az üstökösön asztrobiológiai szempontból rendkívül izgalmas" - tette hozzá Altwegg. "Ez a felfedezés rámutat arra, hogy mennyit tanulhatunk ezekből az érdekes égi tárgyakból."
Voltak drámai pillanatok a felfedezés mögött Altwegg és a többi tudós számára. A Rosetta által az üstököshez legközelebbi megközelítésből származó adatokat használta, amikor csupán 1,9 km (1,18 mérföld) fölött volt, jóval a poros, ködös kóma belsejében. Az űrhajó ebbe a helyzetbe helyezése kockázatos manőver volt, és akkoriban nem tudtak kommunikálni Rosetta-val.
"Az üstökös poros környezete és a Föld forgása miatt nem voltunk képesek kommunikálni Rosettával az antennáink között abban az időben, és a következő reggelig meg kellett várnunk a kommunikációs kapcsolat helyreállításának" - mondta Altwegg egy beszámolójában. sajtóközlemény.
- Az egyik éjjel sem aludtunk jól! De Rosetta és a ROSINA egyaránt tökéletesen viselkedett, hibátlanul megmérve a még eddig legszélesebb és legkülönbözőbb tömegspektrumokat, és felfedve sok vegyületet, amelyeket még soha nem észleltünk a 67P-n. "
A második új tanulmány „Alifás szerves anyagok infravörös detektálása egy üstökös magon”. A fő szerző Andrea Raponi, az INAF, az Olasz Asztrofizikai Intézet. Középpontjában a Rosetta által látható és infravörös termikus képalkotó spektrométerrel (VIRTIS) összegyűjtött adatok állnak.
Ebben a cikkben a kutatók bemutatják az alifás szerves vegyületek felfedezését a 67P-n. Ezek hidrogén- és szénláncok, és az élet építőkövei is. Ez az első alkalom, hogy ezeket a szerves vegyületeket találták az üstökös magjának felületén.
„Honnan és mikor származtak ezek az alifás vegyületek, rendkívül fontos, mivel úgy gondolják, hogy létfontosságú építőelemei az életnek, amint azt ismertük” - magyarázta Raponi vezető szerző.
"Az olyan anyagok származása, mint amilyen ez a üstökösökben található, elengedhetetlen a nem csupán a Naprendszerünk, hanem az egész világegyetem bolygórendszereinek megértéséhez" - mondta Raponi.
A molekuláris Panspermia megerősítve?
Ezeket az alifás építőelemeket nem az üstökösön alakították ki. A tudósok úgy gondolják, hogy a csillagközi közegben vagy a fiatal, még mindig formáló Napban képződtek.
"Ilyen inspiráló felfedezések segítenek nekünk sokkal többet megérteni nemcsak maguk a üstökösökkel, hanem az egész kozmikus szomszédságunk történetével, jellemzőivel és fejlődésével kapcsolatban."
Matt Taylor, az ESA Rosetta Projekttudósa
A második cikk szerzői emellett erős kompozíciós hasonlóságot találtak a 67P és a többi szénben gazdag külső Naprendszer objektum között.
"Megállapítottuk, hogy a 67P Comet magja összetétele hasonló a csillagközi közeghez, jelezve, hogy az üstökös változatlan előszigetelő anyagot tartalmaz" - mondja Fabrizio Capaccioni, az INAF szintén a tanulmány társszerzője és a VIRTIS fő kutatója.
"Ezt a kompozíciót az aszteroidák és néhány meteorit is osztja, amelyeket a Földön találtunk, és ez arra utal, hogy ezek az ősi, sziklás testek különféle vegyületeket zárultak be az ősi felhőből, amely a Naprendszer képződéséhez ment."
"Ez azt jelentheti, hogy a korai Naprendszerben a szerves vegyületek legalább egy része közvetlenül a szélesebb csillagközi közegből származik - és így más bolygórendszerek is hozzáférhetnek ezekhez a vegyületekhez" - tette hozzá Raponi.
Annak ellenére, hogy a Rosetta-misszió több mint három évvel ezelőtt véget ért, amikor az űrhajót elküldték az üstökösnek, a tudósok továbbra is átkésik az adatokat, és értelmezik azokat. Ez más küldetéseket tükröz, mint például a Cassini-szaturnusz misszió. Ezt az űrhajót több mint két évvel ezelőtt küldték el pusztulására, és a tudósok az adatok alapján még mindig új cikkeket tesznek közzé.
"Bár a Rosetta műveletei több mint három évvel ezelőtt véget értek, még mindig hihetetlen mennyiségű új tudományt kínál számunkra, és valóban úttörő feladat marad" - tette hozzá Matt Taylor, az ESA Rosetta Projekttudósa.
„Ezek a tanulmányok egy pár nyitott kérdést vettek fel a cometary tudományban: miért esik a üstökösök nitrogénben, és honnan szereztek anyagot az üstökösök? Az ilyen inspiráló felfedezések segítenek nekünk sokkal többet megérteni nemcsak a komédokról, hanem az egész kozmikus szomszédságunk történelméről, jellemzőiről és fejlődéséről ”- mondta Taylor.
Az egyik ponton a NASA mérlegelte saját űrhajójának a 67P-re történő küldését. CAESAR-nak (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) hívták, és amint a neve világossá teszi, a mintát visszahozza a tanulmányozáshoz. Elképesztő lenne. Ez a misszió azonban a misszióválasztási folyamat két döntõse volt. A másik a Dragonfly küldetés volt, amely egy rotoros járművet küldött a Szaturnusz holdi Titánjára. 2019 júniusában a Dragonfly küldetést választották a CAESAR felett.
A NASA jelenleg nem tervezi üstökösök misszióit. De az ESA tervezi Comet Interceptor küldetését. Ez lesz az első küldetés egy olyan érintetlen üstökös meglátogatására, amely még nem járt a belső Naprendszerben. A pontos célt még nem választották ki.
Több:
- Sajtóközlemény: A ROSETTA COMET TIPPJÉNEK HELYZETT ÉLETI BLOKKOK A SZÜLETÉNEK ÖSSZETÉTELÉNEK
- Kutatási cikk: Az ammóniumsók bizonyítéka a 67P üstökösben, a nitrogén kimerülésének magyarázataként a kóma kómában
- Kutatási cikk: Az alifás szerves anyagok infravörös detektálása az üstökös magon
