Proč je v kometě 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P) tolik dusíku? To je otázka, kterou si vědci položili, když se podívali na data z kosmické lodi ESA Rosetta. Ve skutečnosti se jedná o otázku, kterou si položí pokaždé, když měří plyny v kometovém komatu. Když Rosetta navštívila kometu v roce 2014, změřila plyny a zjistila, že existuje jen velmi málo dusíku.
Ve dvou nových článcích publikovaných v časopisu Nature Astronomy vědci naznačují, že dusík vůbec chybí, je to jen skryté ve stavebních blocích života.
Rosetta byla zahájena v roce 2004 a trvalo 10 let, než dosáhla svého cíle, Comet 67P. Strávil to asi dva roky studiem, než ukončil svou misi a narazil do komety. Rosetta také vyslala landera Philae na povrch ai přes obtížné přistání, které zmrzačilo jeho poslání, byl lander stále schopen pořizovat snímky z povrchu komety.
To bylo před třemi lety a vědci data stále zpracovávají.
"Přestože operace Rosetta skončily před třemi lety, stále nám nabízí neuvěřitelné množství nové vědy a zůstává skutečně průkopnickou misí."
Matt Taylor, ESA Rosetta Project Scientist.
Komety jsou z velké části ledové koule a když se Comet 67P přiblížil ke Slunci, sublimovaný materiál z komety do komatu, plynný, zakalený blob, který kometu obklopuje. Když Rosetta analyzovala komatu, obsahovala očekávaná množství chemických látek, jako je kyslík a uhlík, ale byla ochuzena o dusík.
"Důvodem tohoto vyčerpání dusíku zůstává hlavní otevřená otázka v kometární vědě," řekl Kathrin Altwegg z University of Bern ve Švýcarsku, hlavní vyšetřovatel Rosetta Orbiter Spectrometer pro iontovou a neutrální analýzu (ROSINA) a hlavní autor nová studie.
Když vědci v minulosti konfrontovali tento chybějící dusík, mysleli si, že N2 (molekulární dusík) byl příliš těkavý na to, aby se kondenzoval na led komety, když se kometa vytvořila. Dalším možným vysvětlením je, že mohlo dojít ke ztrátě během přibližně 4,6 miliard let trvající životnosti sluneční soustavy. Tyto nové studie však ukazují, že tato vysvětlení diskontují.
"Pomocí pozorování ROSINA u Comet 67P jsme zjistili, že tento" chybějící "dusík může být ve skutečnosti spojen s amonnými solemi, které je obtížné detekovat ve vesmíru," uvedl Altwegg v tiskové zprávě.
"Nalezení amonných solí v kometě je z astrobiologického hlediska velmi vzrušující."
Kathrin Altwegg, hlavní řešitel, Rosetta Orbiter Spectrometer pro iontovou a neutrální analýzu (ROSINA)
Jeden z nových článků je nazván „Důkaz amonných solí v kometě 67P jako vysvětlení vyčerpání dusíku v kometách comae.“ Těkavý dusík v kometové komatu se obvykle nese v NH3 (Amoniak) a HCN (Kyanovodík.) Amoniak se může snadno kombinovat s jinými kyselinami, jako je HCN, HNCO (kyselina izokyanová) a HCOOH (kyselina mravenčí) za vzniku amonných solí. Amoniové soli se nacházejí při nízkých teplotách v kometovém ledu a v mezihvězdném médiu.
Amonné soli mohou hrát klíčovou roli ve stavebních blocích života. Jsou považovány za předchůdce života a jsou výchozími látkami pro složitější molekuly, jako je močovina a aminokyselina glycin. Ale ve vesmíru je těžké je detekovat. Jsou těkavé a nestabilní jako plyn a jejich infračervený signál může být skrytý a obtížně detekovatelný.
Myšlenka, že komety obsahují stavební kameny života a hrají nějakou roli při jejich šíření po Sluneční soustavě, je stará. V prvních letech byla Země bombardována komety, které přivedly na Zemi vodu - a pravděpodobně i stavební kameny -. V roce 2016 byla tato myšlenka znovu potvrzena, když Rosetta objevila v komatu 67P jak glycin, tak fosfor.
Tato myšlenka se nazývá „molekulární panspermie“ a říká, že stavební kameny života byly kované ve vesmíru a byly začleněny do sluneční mlhoviny. Když z této mlhoviny kondenzovaly planety, tyto stavební kameny šly na cestu. Byly také distribuovány v celé Sluneční soustavě nepřetržitě kometami a jinými těly.
"Nalezení amonných solí na kometě je z astrobiologického hlediska velmi vzrušující," dodal Altwegg. "Tento objev zdůrazňuje, jak moc se můžeme z těchto zajímavých nebeských objektů poučit."
Za tímto objevem byly pro Altwegga a další vědce dramatické okamžiky. Použili data z nejbližšího přístupu Rosety ke kometě, když to bylo jen 1,9 km (1,18 mi) nad ní, dobře uvnitř samotné prašné, mlhavé koma. Umístit kosmickou loď na tuto pozici bylo riskantní manévr a tehdy nemohli komunikovat s Rosetou.
"Kvůli prašnému prostředí v kometě a rotaci Země jsme nebyli schopni snadno komunikovat s Rosetta prostřednictvím našich antén v té době a museli jsme počkat, až příští ráno znovu obnovit naše komunikační spojení," řekl Altwegg v tisková zpráva.
"Nikdo z nás té noci nespal dobře!" Rosetta i ROSINA se ale chovaly dokonale, bezchybně změřily dosud nejrozsáhlejší a nejrozmanitější spektra hmot a odhalily mnoho sloučenin, které jsme na 67P nikdy nevšimli. “
Druhá nová studie s názvem „Infračervená detekce alifatických organických látek na kometárním jádru.“ Vedoucí autorkou je Andrea Raponi z INAF, Národního ústavu pro astrofyziku v Itálii. Zaměřuje se na data shromážděná pomocí přístroje Rosetta's Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS).
V tomto článku vědci uvádějí objev alifatických organických sloučenin na 67P. Jsou to řetězce vodíku a uhlíku a jsou také stavebními kameny života. Je to poprvé, kdy byly tyto organické sloučeniny nalezeny na povrchu jádra komety.
"Odkud a kdy - tyto alifatické sloučeniny pocházejí, jsou nesmírně důležité, protože jsou považovány za základní stavební kameny života, jak je známe," vysvětlil hlavní autor Raponi.
"Původ materiálu, jako je tento v kometách, je zásadní pro naše porozumění nejen naší sluneční soustavě, ale planetárním systémům v celém vesmíru," řekl Raponi.
Molekulární Panspermie potvrzena?
Tyto alifatické stavební bloky nebyly vytvořeny na samotné kometě. Vědci si myslí, že se vytvořili v mezihvězdném médiu nebo v mladém stále se formujícím Slunci.
"Inspirativní objevy, jako jsou tyto, nám pomáhají porozumět mnohem více o nejen kometách samotných, ale o historii, charakteristikách a vývoji celé naší kosmické čtvrti."
Matt Taylor, ESA Rosetta Project Scientist
Autoři druhého článku také našli silné kompoziční podobnosti mezi 67P a dalšími objekty sluneční sluneční soustavy bohatými na uhlík.
"Zjistili jsme, že jádro komety 67P má složení podobné interstelárnímu médiu, což naznačuje, že kometa obsahuje nezměněný presolární materiál," říká spoluautor studie Fabrizio Capaccioni, také INAF a hlavní vyšetřovatel VIRTIS.
"Tuto kompozici sdílejí také asteroidy a některé meteority, které jsme našli na Zemi, což naznačuje, že tato starověká, skalnatá těla uzamkla různé sloučeniny z prvotního mraku, který pokračoval k vytvoření Sluneční soustavy."
"To může znamenat, že alespoň zlomek organických sloučenin v rané sluneční soustavě pochází přímo z širšího mezihvězdného média - a tak mohou mít k těmto sloučeninám přístup také jiné planetární systémy," dodává Raponi.
Přestože mise Rosetta skončila před více než třemi lety, když byla kosmická loď zaslána do komety, vědci stále data prolínají a dává jim smysl. To odráží další mise, jako je Cassiniho cesta do Saturn. Tato kosmická loď byla před dvěma lety poslána k zániku a vědci na základě svých údajů stále publikují nové papíry.
"Ačkoli operace Rosetta skončily před třemi lety, stále nám nabízí neuvěřitelné množství nových věd a zůstává skutečně průkopnickou misí," dodává Matt Taylor, ESA z Rosetta Project Scientist.
"Tyto studie se zabývaly několika otevřenými otázkami v kometární vědě: proč jsou komety vyčerpány v dusíku a odkud komety získaly svůj materiál." Inspirativní objevy, jako jsou tyto, nám pomáhají pochopit mnohem více nejen o samotných kometách, ale o historii, charakteristikách a vývoji celé naší kosmické čtvrti, “řekl Taylor.
V jednu chvíli NASA uvažovala o odeslání své vlastní kosmické lodi na 67P. Říkalo se tomu CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) a jak jeho název jasně ukazuje, šlo přivést vzorek zpět ke studiu. To by bylo úžasné. Tato mise však byla jedním ze dvou finalistů v procesu výběru mise. Další byla mise Dragonfly, která poslala rotorové plavidlo na Saturnův měsíc Titan. V červnu 2019 byla mise Dragonfly vybrána přes CAESAR.
NASA v současné době nemá naplánované mise na komety. ESA však plánuje svou misi Interceptor Comet. Bude to první mise, která navštíví nedotčenou kometu, která dosud nenavštívila vnitřní sluneční soustavu. Přesný cíl zatím nebyl vybrán.
Více:
- Tisková zpráva: STAVEBNÍ BLOKY ŽIVOTU SPOTTOVANÉ V ROSETTOVĚ KOMETOVÉ RADĚ PŘI SLOŽENÍ JEHO BIRTHPLACE
- Výzkumná práce: Důkaz amonných solí v kometě 67P jako vysvětlení deplece dusíku v kometách
- Výzkumná práce: Infračervená detekce alifatických organických látek na kometárním jádru
