Γιατί υπάρχει τόσο λίγο άζωτο στον κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P); Αυτή είναι μια ερώτηση που οι επιστήμονες αναρωτήθηκαν όταν εξέτασαν τα δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Rosetta της ESA. Στην πραγματικότητα, είναι μια ερώτηση που αναρωτιούνται κάθε φορά που μετρούν τα αέρια σε κώμα ενός κομήτη. Όταν η Rosetta επισκέφθηκε τον κομήτη το 2014, μέτρησε τα αέρια και διαπίστωσε ότι υπήρχε πολύ λίγο άζωτο.
Σε δύο νέες δημοσιεύσεις που δημοσιεύθηκαν στο Nature Astronomy, οι ερευνητές προτείνουν ότι το άζωτο δεν λείπει καθόλου, είναι απλώς κρυμμένο στα δομικά στοιχεία της ζωής.
Η Rosetta κυκλοφόρησε το 2004 και χρειάστηκε 10 χρόνια για να επιτύχει τον στόχο της, Comet 67P. Πέρασε περίπου δύο χρόνια μελετώντας το πριν τερματίσει την αποστολή του συντρίβοντας τον κομήτη. Η Rosetta έστειλε επίσης τον εκτοξευτή Philae στην επιφάνεια, και παρά τη δύσκολη προσγείωση που άφησε την αποστολή του, ο εκφορτωτής ήταν σε θέση να τραβήξει εικόνες από την επιφάνεια του κομήτη.
Αυτό ήταν πριν από τρία χρόνια, και οι επιστήμονες εξακολουθούν να εργάζονται μέσω των δεδομένων.
«Παρόλο που οι επιχειρήσεις της Rosetta έληξαν πριν από τρία χρόνια, εξακολουθούν να μας προσφέρουν μια απίστευτη ποσότητα νέας επιστήμης και παραμένει μια πραγματικά πρωτοποριακή αποστολή».
Matt Taylor, Επιστήμονας του έργου Rosetta της ESA.
Οι κομήτες είναι σε μεγάλο βαθμό μπάλες πάγου, και όταν ο Κομήτης 67P πλησίασε τον Ήλιο, το θερμικό εξάχνωση του υλικού από τον κομήτη στον κώμα του, ένα αέριο, θολό blob που περιβάλλει τον κομήτη. Όταν η Rosetta ανέλυσε το κώμα, περιείχε τις αναμενόμενες ποσότητες χημικών όπως οξυγόνο και άνθρακα, αλλά εξαντλήθηκε το άζωτο.
«Ο λόγος πίσω από αυτήν την εξάντληση του αζώτου έχει παραμείνει ένα μεγάλο ανοιχτό ερώτημα στην επιστήμη των επιχειρήσεων,» δήλωσε η Kathrin Altwegg του Πανεπιστημίου της Βέρνης της Ελβετίας, κύριος ερευνητής του οργάνου Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) και επικεφαλής συγγραφέας νέα μελέτη.
Όταν αντιμετώπισαν αυτό το άζωτο που λείπει στο παρελθόν, οι επιστήμονες πίστευαν ότι Ν2 (μοριακό άζωτο) ήταν πολύ πτητικό για να συμπυκνωθεί σε πάγο κομήτη όταν σχηματίστηκε ο κομήτης. Μια άλλη πιθανή εξήγηση είναι ότι μπορεί να έχει χαθεί κατά τη διάρκεια ζωής περίπου 4,6 δισεκατομμυρίων ετών του Ηλιακού Συστήματος. Αλλά αυτές οι νέες μελέτες παρουσιάζουν αποδεικτικά στοιχεία που απορρίπτουν αυτές τις εξηγήσεις.
«Χρησιμοποιώντας τις παρατηρήσεις της ROSINA του κομήτη 67P, ανακαλύψαμε ότι αυτό το« λείπει »άζωτο μπορεί στην πραγματικότητα να συνδεθεί σε άλατα αμμωνίου που είναι δύσκολο να εντοπιστούν στο διάστημα», δήλωσε ο Altwegg σε δελτίο τύπου.
"Η εύρεση αλάτων αμμωνίου στον κομήτη είναι εξαιρετικά συναρπαστική από την άποψη της αστροβιολογίας."
Kathrin Altwegg, Κύριος ερευνητής, Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA)
Ένα από τα νέα άρθρα έχει τον τίτλο «Στοιχεία αλάτων αμμωνίου στον κομήτη 67P ως εξήγηση για την εξάντληση του αζώτου στα comae comae». Το πτητικό άζωτο στο κώμα ενός κομήτη μεταφέρεται γενικά στο NH3 (Αμμωνία) και HCN (υδρογόνο κυανίδιο.) Η αμμωνία μπορεί να συνδυαστεί εύκολα με άλλα οξέα όπως HCN, HNCO (ισοκυανικό οξύ) και HCOOH (μυρμηκικό οξύ) για να σχηματίσουν άλατα αμμωνίου. Τα άλατα αμμωνίου βρίσκονται στις χαμηλές θερμοκρασίες σε πάγο κομήτη και στο διαστρικό μέσο.
Τα άλατα αμμωνίου μπορούν να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στα δομικά στοιχεία της ζωής. Θεωρούνται ότι είναι οι πρόδρομοι της ζωής και είναι οι αρχικές ενώσεις για πιο σύνθετα μόρια όπως η ουρία και η αμινοξική γλυκίνη. Αλλά είναι δύσκολο να εντοπιστούν στο διάστημα. Είναι πτητικά και ασταθή ως αέριο και το υπέρυθρο σήμα τους μπορεί να είναι κρυφό και δύσκολο να εντοπιστεί.
Η ιδέα ότι οι κομήτες περιέχουν τα δομικά στοιχεία της ζωής και παίζουν κάποιο ρόλο στη διάδοσή τους σε όλο το Ηλιακό Σύστημα είναι παλιά. Στα πρώτα του χρόνια, η Γη βομβαρδίστηκε από κομήτες που έφεραν νερό - και πιθανώς τα δομικά στοιχεία - στη Γη. Το 2016, αυτή η ιδέα επιβεβαιώθηκε όταν η Rosetta ανακάλυψε τόσο γλυκίνη όσο και φωσφόρο στο κώμα του 67P.
Αυτή η ιδέα είναι γνωστή ως «μοριακή πανσπερμία» και λέει ότι τα δομικά στοιχεία της ζωής σφυρηλατήθηκαν στο διάστημα και ενσωματώθηκαν στο ηλιακό νεφέλωμα. Καθώς οι πλανήτες συμπυκνώθηκαν από αυτό το νεφέλωμα, αυτά τα δομικά στοιχεία μπήκαν στη διαδρομή. Διανεμήθηκαν επίσης σε όλο το Ηλιακό Σύστημα συνεχώς από κομήτες και άλλα σώματα.
«Η εύρεση αλάτων αμμωνίου στον κομήτη είναι εξαιρετικά συναρπαστική από την άποψη της αστροβιολογίας», πρόσθεσε ο Altwegg. "Αυτή η ανακάλυψη υπογραμμίζει πόσο μπορούμε να μάθουμε από αυτά τα ενδιαφέροντα ουράνια αντικείμενα."
Υπήρχαν μερικές δραματικές στιγμές πίσω από αυτήν την ανακάλυψη για τον Altwegg και τους άλλους επιστήμονες. Χρησιμοποίησαν δεδομένα από την πλησιέστερη προσέγγιση της Rosetta στον κομήτη, όταν ήταν μόλις 1,9 χλμ. Πάνω από αυτό, μέσα στο σκονισμένο, θολό κώμα. Η τοποθέτηση του διαστημικού σκάφους σε αυτή τη θέση ήταν επικίνδυνος ελιγμός και δεν μπορούσαν να επικοινωνήσουν με τη Rosetta εκείνη τη στιγμή.
«Λόγω του σκονισμένου περιβάλλοντος στον κομήτη και της περιστροφής της Γης, δεν μπορέσαμε να επικοινωνήσουμε αμέσως με τη Rosetta μέσω των κεραιών μας εκείνη τη στιγμή και έπρεπε να περιμένουμε μέχρι το επόμενο πρωί για να αποκαταστήσουμε τον σύνδεσμο επικοινωνίας μας», δήλωσε ο Altwegg σε δελτίο τύπου.
«Κανείς από εμάς δεν κοιμήθηκε καλά εκείνο το βράδυ! Αλλά τόσο η Rosetta όσο και η ROSINA κατέληξαν να συμπεριφέρονται τέλεια, μετρώντας άψογα τα πιο άφθονα και πιο ποικίλα φάσματα μάζας ακόμα, και αποκαλύπτοντας πολλές ενώσεις που δεν είχαμε δει ποτέ στο 67P πριν. "
Η δεύτερη νέα μελέτη με τίτλο «Υπέρυθρη ανίχνευση αλειφατικών οργανικών σε έναν πυρήνα κομήτη». Ο κύριος συγγραφέας είναι η Andrea Raponi του INAF, του Εθνικού Ινστιτούτου Αστροφυσικής στην Ιταλία. Επικεντρώνεται σε δεδομένα που συλλέγονται με το όργανο Ορατό και Υπέρυθρο Φασματόμετρο Θερμικής Απεικόνισης (VIRTIS) της Rosetta.
Σε αυτό το έγγραφο, οι ερευνητές παρουσιάζουν την ανακάλυψη αλειφατικών οργανικών ενώσεων στο 67P. Είναι αλυσίδες υδρογόνου και άνθρακα και αποτελούν επίσης δομικά στοιχεία της ζωής. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αυτές οι οργανικές ενώσεις βρέθηκαν στην επιφάνεια του πυρήνα ενός κομήτη.
«Πού - και πότε - προέρχονται αυτές οι αλειφατικές ενώσεις είναι εξαιρετικά σημαντικές, καθώς πιστεύεται ότι είναι βασικά δομικά στοιχεία της ζωής όπως τη γνωρίζουμε», εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας Raponi.
«Η προέλευση του υλικού όπως αυτό που βρέθηκε στους κομήτες είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόησή μας όχι μόνο του Ηλιακού μας Συστήματος, αλλά και των πλανητικών συστημάτων σε όλο το Σύμπαν», δήλωσε ο Raponi.
Επιβεβαιώθηκε η μοριακή πανσπερμία;
Αυτά τα αλειφατικά δομικά στοιχεία δεν δημιουργήθηκαν στον ίδιο τον κομήτη. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σχηματίστηκαν στο διαστρικό μέσο ή στον νεαρό ήλιο που σχηματίζεται ακόμα.
«Εμπνευσμένες ανακαλύψεις όπως αυτές μας βοηθούν να κατανοήσουμε πολλά περισσότερα όχι μόνο για τους κομήτες, αλλά για την ιστορία, τα χαρακτηριστικά και την εξέλιξη ολόκληρης της κοσμικής γειτονιάς μας».
Matt Taylor, Επιστήμονας του έργου Rosetta της ESA
Οι συγγραφείς της δεύτερης εφημερίδας βρήκαν επίσης ισχυρές ομοιότητες συνθέσεων μεταξύ 67P και άλλων αντικειμένων εξωτερικού ηλιακού συστήματος πλούσιου σε άνθρακα.
«Βρήκαμε ότι ο πυρήνας του κομήτη 67P έχει μια σύνθεση παρόμοια με το διαστρικό μέσο, υποδεικνύοντας ότι ο κομήτης περιέχει αμετάβλητο προπολικό υλικό», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Fabrizio Capaccioni, επίσης του INAF και κύριος ερευνητής του VIRTIS.
«Αυτή η σύνθεση μοιράζεται επίσης οι αστεροειδείς και μερικοί μετεωρίτες που έχουμε βρει στη Γη, υποδηλώνοντας ότι αυτά τα αρχαία, βραχώδη σώματα κλειδώνουν διάφορες ενώσεις από το αρχέγονο σύννεφο που συνέχισαν να σχηματίζουν το Ηλιακό Σύστημα».
"Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι τουλάχιστον ένα κλάσμα των οργανικών ενώσεων στο πρώιμο ηλιακό σύστημα προήλθε απευθείας από το ευρύτερο διαστρικό μέσο - και έτσι ότι άλλα πλανητικά συστήματα μπορεί επίσης να έχουν πρόσβαση σε αυτές τις ενώσεις", προσθέτει ο Raponi.
Παρόλο που η αποστολή της Rosetta τελείωσε πριν από περισσότερα από τρία χρόνια, όταν το διαστημικό σκάφος στάλθηκε, συντρίβεται στον κομήτη, οι επιστήμονες συνεχίζουν να χτυπούν τα δεδομένα και να το κατανοούν. Αυτό αντικατοπτρίζει άλλες αποστολές όπως η αποστολή Cassini στον Κρόνο. Αυτό το διαστημικό σκάφος εστάλη στο τέλος του πριν από δύο χρόνια και οι επιστήμονες εξακολουθούν να δημοσιεύουν νέα έγγραφα βάσει των δεδομένων του.
«Παρόλο που οι επιχειρήσεις της Rosetta έληξαν πριν από τρία χρόνια, εξακολουθούν να μας προσφέρουν μια απίστευτη ποσότητα νέας επιστήμης και παραμένει μια πραγματικά πρωτοποριακή αποστολή», προσθέτει ο Matt Taylor, Επιστήμονας του έργου Rosetta της ESA.
«Αυτές οι μελέτες αντιμετώπισαν μερικές ανοιχτές ερωτήσεις στην επιστήμη της κομητείας: γιατί οι κομήτες εξαντλούνται σε άζωτο και από πού προέρχονται οι κομήτες. Εμπνευσμένες ανακαλύψεις όπως αυτές μας βοηθούν να κατανοήσουμε πολλά περισσότερα όχι μόνο για τους κομήτες, αλλά για την ιστορία, τα χαρακτηριστικά και την εξέλιξη ολόκληρης της κοσμικής γειτονιάς μας », δήλωσε ο Taylor.
Σε ένα σημείο, η NASA σκέφτηκε να στείλει το δικό του διαστημικό σκάφος στο 67P. Ονομάστηκε CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) και καθώς το όνομά του καθιστά σαφές, επρόκειτο να φέρει ένα δείγμα πίσω για μελέτη. Αυτό θα ήταν καταπληκτικό. Αλλά αυτή η αποστολή ήταν ένας από τους δύο φιναλίστ σε μια διαδικασία επιλογής αποστολής. Η άλλη ήταν η αποστολή Dragonfly, η οποία θα έστελνε ένα σκάφος στροφέων στο φεγγάρι του Κρόνου Titan. Τον Ιούνιο του 2019, η αποστολή Dragonfly επιλέχθηκε έναντι του CAESAR.
Η NASA δεν έχει προγραμματισμένες αποστολές σε κομήτες. Αλλά η ESA σχεδιάζει την αποστολή Comet Interceptor. Θα είναι η πρώτη αποστολή που θα επισκεφτεί έναν παρθένο κομήτη που δεν έχει επισκεφθεί το εσωτερικό ηλιακό σύστημα στο παρελθόν. Ο ακριβής στόχος δεν έχει επιλεγεί ακόμα.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΑ ΜΠΛΟΚ ΖΩΗΣ ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΣΤΗΝ ΚΟΜΗΤΗΣ ΤΗΣ ROSETTA ΣΤΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΝΗΤΟΥ ΤΟΥ
- Ερευνητικό έγγραφο: Στοιχεία των αλάτων αμμωνίου στον κομήτη 67P ως εξήγηση για την εξάντληση του αζώτου σε comete comae
- Ερευνητικό έγγραφο: Υπέρυθρη ανίχνευση αλειφατικών οργανικών σε έναν πυρηνικό πυρήνα
