Zašto ima toliko malo dušika u Cometu 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? To su se znanstvenici pitali kada su pogledali podatke svemirske letjelice ESA Rosetta. U stvari, to je pitanje koje se postavljaju svaki put kada mjere plinove u kometi komete. Kad je Rosetta 2014. godine posjetila komet, izmjerila je plinove i otkrila da ima vrlo malo dušika.
U dva nova rada objavljena u časopisu Nature Astronomy, istraživači sugeriraju da dušik uopće ne nedostaje, on je samo skriven u građevnim blokovima života.
Rosetta je lansirana 2004. godine i trebalo joj je 10 godina da dostigne cilj, Comet 67P. Proučavao je oko dvije godine prije nego što je okončao svoju misiju upavši u komet. Rosetta je također poslala lander Philae na površinu, i uprkos teškom slijetanju koje je osakatilo njegovu misiju, lander je još uvijek mogao snimati slike s površine kometa.
To je bilo prije tri godine, a znanstvenici još uvijek rade na podacima.
"Iako su operacije Rosetta završene prije tri godine, ona nam i dalje nudi nevjerojatnu količinu nove znanosti i ostaje zaista revolucionarna misija."
Matt Taylor, ESA-in Rosetta projektni znanstvenik.
Kometi su uglavnom ledene kugle, a kad se Komet 67P približio Suncu, toplina je sublimirala materijal iz komete u njegovu komu, plinovitu, mutnu mrlju koja okružuje kometu. Kada je Rosetta analizirala komu, ona je sadržavala očekivane količine kemikalija poput kisika i ugljika, ali bila je osiromašena dušikom.
"Razlog ovog iscrpljivanja dušika i dalje je ostalo veliko otvoreno pitanje u nauci o kometarstvu", rekla je Kathrin Altwegg sa Sveučilišta u Bernu, Švicarska, glavna istraživačica Rosetta orbiter spektrometra za ionsku i neutralnu analizu (ROSINA) i vodeća autorica alata nova studija.
Znanstvenici su prilikom suočavanja s nedostatkom dušika u prošlosti smatrali da je N2 (molekulski dušik) bio je previše isparljiv da bi se kondenzirao u kometarni led kada se kometa formirala. Drugo moguće objašnjenje je da je on mogao izgubiti tijekom približno 4,6 milijardi godina života Sunčevog sustava. Ali ove nove studije predstavljaju dokaze koji ta objašnjenja nisu umanjili.
"Koristeći zapažanja ROSINA nad Kometom 67P, otkrili smo da se taj" nedostajući "dušik u stvari može povezati u amonijeve soli koje je teško otkriti u svemiru", rekao je Altwegg u priopćenju.
"Pronalazak amonijevih soli na kometi je uzbudljivo iz astrobiološke perspektive."
Kathrin Altwegg, glavna istražiteljica, Rosetta orbiter spektrometar za ionsku i neutralnu analizu (ROSINA)
Jedan od novih radova naslovljen je "Dokazi amonijevih soli u kometi 67P kao objašnjenje iscrpljivanja dušika u kometarnim komama." Hlapljivi dušik u kometi komete uglavnom se prenosi u NH3 (Amonijak) i HCN (hidrogen cijanid.) Amonijak se lako može kombinirati s drugim kiselinama poput HCN, HNCO (izocijanska kiselina) i HCOOH (mravlje kiselina) kako bi tvorio amonijeve soli. Amonijeve soli nalaze se pri niskim temperaturama u kometnom ledu i u međuzvjezdanom mediju.
Amonijeve soli mogu igrati ključnu ulogu u građevnim blokovima života. Smatra se da su prekursori života, a polazni su spojevi za složenije molekule poput uree i aminokiseline glicin. Ali njih je teško prepoznati u svemiru. Oni su isparljivi i nestabilni kao plin, a njihov infracrveni signal može se sakriti i teško ih je otkriti.
Ideja da kometi sadrže građevne blokove života i igra neku vrstu u njihovom širenju kroz Sunčev sustav stara je. U svojim ranim godinama, Zemlju su bombardirali kometi koji su na Zemlju donijeli vodu - i vjerojatno građevne blokove. Godine 2016. ta se ideja ponovno potvrdila kada je Rosetta otkrila i glicin i fosfor u 67P komi.
Ova ideja poznata je kao "molekularna panspermija" i kaže da su građevni blokovi života krivotvoreni u svemiru i ugrađeni u solarnu maglu. Kako su se planeti kondenzirali iz te maglice, ti su građevinski blokovi krenuli na put. Oni su također kontinuirano distribuirani po kometama i drugim tijelima Sunčevog sustava.
"Pronalaženje amonijevih soli na kometi je uzbudljivo iz astrobiološke perspektive", dodao je Altwegg. "Ovo otkriće naglašava koliko možemo naučiti iz ovih intrigantnih nebeskih objekata."
Iza ovog otkrića bili su neki dramatični trenuci za Altwegga i ostale znanstvenike. Koristili su podatke iz Rosettinog najbližeg pristupa kometi, kada se on nalazio samo 1,9 km (1,18 milja) iznad njega, unutar same prašnjave, mutne kome. Postavljanje svemirske letjelice u taj položaj bio je rizičan manevar i tada nisu mogli komunicirati s Rosettom.
"Zbog prašnjavog okruženja kometa i rotacije Zemlje, nismo bili u stanju u to vrijeme lako komunicirati s Rosettom preko naših antena i morali smo čekati do sljedećeg jutra da uspostavimo našu komunikacijsku vezu", rekao je Altwegg u priopćenje za javnost.
"Nitko od nas nije dobro spavao te noći! Ali i Rosetta i ROSINA su se ponašale savršeno, besprijekorno mjerijući najobilnije i najrazličitije masne spektre dosad i otkrivajući mnoge spojeve koje nikada prije nismo primijetili na 67P. "
Druga nova studija naslovljena je "Infracrvenim otkrivanjem alifatičkih organskih tijela na jezgri kometa." Glavni autor je Andrea Raponi iz INAF-a, Nacionalnog instituta za astrofiziku u Italiji. Usredotočen je na podatke prikupljene Rosettinim vidljivim i infracrvenim instrumentom spektrometra za toplinsku sliku (VIRTIS).
U tom radu istraživači predstavljaju otkriće alifatskih organskih spojeva 67P. Lanci su vodika i ugljika, a grade i blokove života. Ovo je prvi put da su se ovi organski spojevi našli na površini jezgre kometa.
"Odakle i kada - ovi alifatični spojevi potječu od iznimne je važnosti, jer se smatra da su oni bitni građevni blokovi života kakav znamo", objasnio je glavni autor Raponi.
"Podrijetlo materijala kakav se nalazi u kometama presudno je za naše razumijevanje ne samo našeg Sunčevog sustava, već i planetarnih sustava u cijelom Svemiru", rekao je Raponi.
Potvrđena molekulska panspermija?
Ti alifatski blokovi nisu formirani na samoj kometi. Znanstvenici misle da su se formirali u međuzvjezdanom mediju ili u mladom još formirajućem Suncu.
„Inspirirajuća otkrića poput ovih pomažu nam da shvatimo puno više ne samo o samim kometima, već o povijesti, karakteristikama i evoluciji čitavog kozmičkog susjedstva.“
Matt Taylor, ESA-in Rosetta projektni znanstvenik
Autori drugog rada također su pronašli snažne kompozicijske sličnosti između 67P i drugih vanjskih objekata Sunčevog sustava bogate ugljikom.
"Otkrili smo da jezgro komete 67P ima sastav sličan međuzvjezdanom mediju, što ukazuje da komet sadrži nepromijenjen presolarni materijal", kaže koautor studije Fabrizio Capaccioni, također INAF-a i glavni istraživač za VIRTIS.
"Ovaj sastav dijele i asteroidi i neki meteoriti koje smo pronašli na Zemlji, što sugerira da su ta drevna, stjenovita tijela zaključala različite spojeve iz prvobitnog oblaka koji su nastali u obliku Sunčevog sustava."
"To može značiti da je barem djelić organskih spojeva u ranom Sunčevom sustavu došao izravno iz šireg međuzvjezdanog medija - i na taj način bi i drugi planetarni sustavi mogli imati pristup tim spojevima", dodaje Raponi.
Iako se misija Rosetta završila prije više od tri godine, kada je svemirski brod poslat u komet, znanstvenici još uvijek češljaju podatke i imaju smisla za to. To odražava i druge misije poput Cassinijeve misije u Saturnu. Ta svemirska letjelica poslana je u propast prije dvije godine, a znanstvenici i dalje objavljuju nove radove na temelju njenih podataka.
„Iako su operacije Rosetta završene prije tri godine, ona nam i dalje nudi nevjerojatnu količinu nove znanosti i ostaje uistinu revolucionarna misija“, dodaje Matt Taylor, ESA-in Rosetta projektni znanstvenik.
„Ove su studije rješavale nekoliko otvorenih pitanja u znanosti o kotarstvu: zašto su komete osiromašene dušikom i odakle su komete dobile svoj materijal. Inspirirajuća otkrića poput ovih pomažu nam da shvatimo puno više ne samo samih kometa, već i povijesti, karakteristika i evolucije cijelog našeg kozmičkog susjedstva “, rekao je Taylor.
U jednom trenutku NASA je namjeravala poslati svoj svemirski brod u 67P. Nazvali su ga CAESAR (povratak uzorka istraživanja astronomske komete) i kako mu ime jasno govori, trebao je vratiti uzorak na studij. To bi bilo nevjerojatno. Ali ta je misija bila jedan od dva finalista u procesu odabira misije. Druga je bila misija Zmaj, koja će poslati roto leteći na Saturnov mjesec Titana. U lipnju 2019. godine izabrana je misija Zmaj od CAESAR-a.
NASA trenutno nema planirane misije na komete. Ali ESA planira svoju misiju Interceptor Comet. To će biti prva misija posjetiti netaknutu kometu koja prije nije posjećivala unutarnji Sunčev sustav. Točan cilj još nije odabran.
Više:
- Priopćenje za javnost: IZGRADNJA BLOKOVA ŽIVOTA SASTAVLJENA NA SAVJETU ROSETTA NA SASTAVU NJEGOVOG ROĐENJA
- Istraživački rad: Dokazi amonijevih soli u kometi 67P kao objašnjenje iscrpljivanja dušika u kometarnim komama
- Istraživački rad: Infracrveno otkrivanje alifatske organske tvari na jezgri kometa
