Пыль, которую выделяет комета Чурюмова-Герасименко, состоит примерно наполовину из органических молекул. Пыль относится к самому древнему и богатому углеродом материалу, известному в нашей солнечной системе, и с момента его рождения практически не изменилась. Эти результаты команды COSIMA публикуются сегодня в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества. COSIMA - это инструмент на борту космического корабля «Розетта», который исследовал комету с августа 2014 года по сентябрь 2016 года. В своем текущем исследовании вовлеченные исследователи, включая ученых из Института солнечных систем Макса Планка (MPS), анализируют, какие химические элементы составляют кометную пыль.
Когда комета, движущаяся по высокоэллиптическая орбите, приближается к Солнцу, она становится активной: замороженные газы испаряются, волоча крошечные пылевые зерна в космос. Захват и исследование этих зерен дает возможность проследить «строительные материалы» самой кометы. До сих пор в этом начинании преуспели лишь несколько космических миссий. К ним относятся миссия Rosetta ESA. В отличие от своих предшественников, для их текущего исследования исследователи Rosetta смогли собирать и анализировать частицы пыли разных размеров в течение примерно двух лет. Для сравнения, более ранние миссии, такие как Giotto's Flyby кометы 1P / Halley или Stardust, которые даже вернули кометную пыль из кометы 81P / Wild 2 обратно на Землю, предоставили только моментальный снимок. В случае космического зонда Stardust, который пронесся мимо его кометы в 2004 году, пыль значительно изменилась во время захвата, так что количественный анализ был возможен лишь в ограниченной степени.
Захват и исследование этих зерен дает возможность проследить «строительные материалы» самой кометы. До сих пор в этом начинании преуспели лишь несколько космических миссий. К ним относятся миссия Rosetta ESA. В отличие от своих предшественников, для их текущего исследования исследователи Rosetta смогли собирать и анализировать частицы пыли разных размеров в течение примерно двух лет. Для сравнения, более ранние миссии, такие как Flyby Джотто кометы 1P / Halley или Stardust, которые даже вернули кометную пыль из кометы 81P / Wild 2 обратно на Землю, предоставили только моментальный снимок. В случае космического зонда Stardust, который пронесся мимо его кометы в 2004 году, пыль значительно изменилась во время захвата, так что количественный анализ был возможен лишь в ограниченной степени.
COSIMA в ходе миссии Rosetta собрала более 35000 пылевых зерен. Наименьшее из них было размером только 0,01 миллиметра в диаметре, самое большое около одного миллиметра. Инструмент позволяет сначала наблюдать отдельные пылевые зерна с помощью микроскопа. На втором этапе эти зерна бомбардируются высокоэнергетическим пучком ионов индия. Вторичные ионы, испускаемые таким образом, могут затем «взвешиваться» и анализироваться в масс-спектрометре COSIMA. Для текущего исследования исследователи ограничили себя 30 пылевыми зернами со свойствами, которые обеспечили значимый анализ. Их выбор включает пылевые зерна со всех этапов миссии Rosetta и любых размеров.
«Наши анализы показывают, что состав всех этих зерен очень схож, - рассказывает доктор Мартин Хильченбах, главный исследователь команды COSIMA. Ученые заключают, что пыль кометы состоит из тех же «ингредиентов», что и ядро кометы, и поэтому ее можно рассматривать на ее месте.
Как показывает исследование, органические молекулы входят в число ингредиентов в верхней части списка. На них приходится около 45 процентов веса твердого кометного материала. «Таким образом, комета Розетты принадлежит к самым богатым углеродом телам, которые мы знаем в Солнечной системе, - говорит ученый и член команды COSIMA доктор Оливер Штенцель. Другая часть общей массы, около 55 процентов, обеспечивается минеральными веществами, главным образом силикатами. Поразительно, что они представляют собой почти исключительно негидратированные минералы, т.е. с недостающими соединениями воды.
«Конечно, комета содержит воду, как и любая другая комета», - говорит Хильхенбах. «Но поскольку комета большую часть времени проводила на ледяном краю солнечной системы, она почти всегда была заморожена и не могла реагировать с минералами». Поэтому исследователи считают отсутствие гидратированных минералов в пыли кометы как указание на то, что 67P содержит очень древний материал.
Этот вывод подтверждается отношением некоторых элементов, таких как углерод к кремнию. С более чем 5 раз это значение очень близко к значению Солнца, которое, как полагают, отражает отношение, обнаруженное в ранней солнечной системе.
Текущие выводы также касаются наших представлений о том, как появилась жизнь на Земле. В предыдущей публикации команда COSIMA смогла показать, что углерод, обнаруженный в комете, в основном представляет собой крупные органические макромолекулы. Вместе с текущим исследованием становится ясно, что эти соединения составляют значительную часть кометного материала. Таким образом, если бы кометы действительно поставляли на раннюю Землю органические вещества, как полагают многие исследователи, вероятно, это было бы в основном в виде таких макромолекул.
Источник: phys.org
