De ce există atât de puțin azot în Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Aceasta este o întrebare pe care oamenii de știință și-au pus-o atunci când au analizat datele din navele spațiale Rosetta ale ESA. De fapt, este o întrebare pe care și-o pun de fiecare dată când măsoară gazele în comă. Când Rosetta a vizitat cometa în 2014, a măsurat gazele și a constatat că există foarte puțin azot.
În două noi lucrări publicate în Nature Astronomy, cercetătorii sugerează că azotul nu lipsește deloc, ci doar ascuns în blocurile de viață.
Rosetta a fost lansată în 2004 și a avut nevoie de 10 ani pentru a-și atinge ținta, Comet 67P. A petrecut aproximativ doi ani studiind-o înainte de a-și încheia misiunea, prăbușindu-se în cometă. De asemenea, Rosetta a expediat terenul Philae la suprafață și, în ciuda unei aterizări dificile care i-a stricat misiunea, landerul a fost în continuare capabil să facă imagini de pe suprafața cometei.
Asta a fost acum trei ani, iar oamenii de știință încă lucrează prin date.
„Deși operațiunile Rosetta s-au încheiat în urmă cu trei ani, aceasta ne oferă încă o cantitate incredibilă de științe noi și rămâne o misiune cu adevărat de ultimă oră.”
Matt Taylor, cercetătorul de proiect al Rosetta al ESA.
Cometele sunt în mare parte bile de gheață, iar atunci când Cometa 67P s-a apropiat de Soare, materialul sublimat de căldură din cometă în comă, un blob gazos, nebun, care înconjoară cometa. Când Rosetta a analizat coma, a conținut cantitățile preconizate de substanțe chimice precum oxigenul și carbonul, dar a fost epuizată de azot.
„Motivul din spatele acestei epuizări cu azot a rămas o întrebare majoră deschisă în știința cometară”, a declarat Kathrin Altwegg de la Universitatea din Berna, Elveția, investigator principal pentru Spectrometru Orbita Rosetta pentru Ion și Neutral Analysis (ROSINA) instrument și autor principal al unei studiu nou.
Când s-au confruntat cu acest azot lipsă în trecut, oamenii de știință au considerat că N2 (azot molecular) era prea volatil pentru a se condensa în gheața cometară când s-a format cometa. O altă explicație posibilă este aceea că s-ar fi putut pierde în viața de aproximativ 4,6 miliarde de ani a sistemului solar. Dar aceste noi studii prezintă dovezi care reduc aceste explicații.
„Folosind observațiile ROSINA despre Comet 67P, am descoperit că acest azot„ lipsă ”poate fi de fapt legat de săruri de amoniu dificil de detectat în spațiu”, a spus Altwegg într-un comunicat de presă.
Găsirea sărurilor de amoniu pe cometă este extrem de interesantă din perspectiva astrobiologiei.
Kathrin Altwegg, investigator principal, Spectrometru Rosetta Orbiter pentru analize ionice și neutre (ROSINA)
Una dintre noile lucrări este intitulată „Dovada sărurilor de amoniu din cometa 67P ca explicație pentru epuizarea azotului în comă cometară.” Azotul volatil în coma unei comete este în general transportat în NH3 (Amoniac) și HCN (cianură de hidrogen.) Amoniacul se poate combina ușor cu alți acizi precum HCN, HNCO (acid izocianic) și HCOOH (acid formic) pentru a forma săruri de amoniu. Sărurile de amoniu se găsesc la temperaturi scăzute în gheața cometă și în mediul interstelar.
Sărurile de amoniu pot juca un rol esențial în blocurile de viață. Se crede că sunt precursorii vieții și sunt compușii de pornire pentru molecule mai complexe precum urea și aminoacidul glicină. Dar sunt greu de detectat în spațiu. Sunt volatile și instabile ca gaz, iar semnalul lor infraroșu poate fi ascuns și greu de detectat.
Ideea că cometele conțin blocuri de viață și joacă un fel de rol în răspândirea lor în întregul sistem solar este una veche. În primii ani, Pământul a fost bombardat de comete care au adus apă - și probabil blocurile de construcție - pe Pământ. În 2016, ideea respectivă a fost reafirmată atunci când Rosetta a descoperit glicină și fosfor în coma în 67P.
Această idee este cunoscută sub numele de „panspermia moleculară” și spune că blocurile de viață au fost forjate în spațiu și au fost încorporate în nebuloasa solară. În timp ce planetele se condensau din acea nebuloasă, aceste blocuri de construcții au mers mai departe pentru călătorie. Au fost, de asemenea, distribuite în întregul Sistem Solar în mod continuu de comete și alte corpuri.
„Găsirea sărurilor de amoniu pe cometă este extrem de interesantă din perspectiva astrobiologiei”, a adăugat Altwegg. „Această descoperire evidențiază cât de mult putem învăța din aceste obiecte cerești intrigante.”
Altwegg și ceilalți oameni de știință au existat câteva momente dramatice în spatele acestei descoperiri. Ei au folosit datele din cea mai apropiată abordare a cometei Rosetta, când se afla la doar 1,9 km (1,18 mi) deasupra ei, chiar în interiorul comaului prăfuit și nebunesc. Punerea navei spațiale în această poziție a fost o manevră riscantă și nu au putut comunica cu Rosetta la acea vreme.
"Din cauza mediului prăfuit de la cometă și a rotației Pământului, nu am putut să comunicăm cu Rosetta prin antenele noastre la acea vreme și a trebuit să așteptăm până a doua zi dimineața pentru a ne restabili legătura de comunicare", a spus Altwegg într-un comunicat de presa.
„Niciunul dintre noi nu a dormit bine în noaptea aceea! Dar atât Rosetta, cât și ROSINA au sfârșit să se comporte perfect, măsurând impecabil cele mai abundente și mai diverse spectre de masă încă și dezvăluind mulți compuși pe care nu i-am văzut niciodată pe 67P. ”
Al doilea nou studiu este intitulat „Detectarea în infraroșu a organicelor alifatice pe un nucleu cometar.” Autorul principal este Andrea Raponi de la INAF, Institutul Național de Astrofizică din Italia. Acesta este centrat pe datele culese cu instrumentul Rosetta pentru vizibilitate și infraroșu termică (VIRTIS).
În acea lucrare, cercetătorii prezintă descoperirea compușilor organici alifatici pe 67P. Sunt lanțuri de hidrogen și carbon și construiesc, de asemenea, blocuri de viață. Este pentru prima dată când acești compuși organici au fost găsiți pe suprafața nucleului unei comete.
„De unde și când au venit acești compuși alifatici este extrem de important, întrucât se crede că sunt blocuri esențiale ale vieții așa cum îl cunoaștem”, a explicat autorul principal Raponi.
„Originea materialelor precum aceasta găsită în comete este crucială pentru înțelegerea noastră nu numai a sistemului nostru solar, ci a sistemelor planetare din întregul univers”, a spus Raponi.
Panspermia moleculară Confirmată?
Aceste blocuri alifatice nu au fost formate pe cometa în sine. Oamenii de știință cred că s-au format în mediul interstelar sau în Soarele tineri care încă formează.
„Descoperiri inspiratoare precum acestea ne ajută să înțelegem mult mai multe despre nu numai cometele în sine, ci istoria, caracteristicile și evoluția întregului nostru cartier cosmic.”
Matt Taylor, cercetătorul de proiect al Rosetta al ESA
Autorii celei de-a doua lucrări au descoperit, de asemenea, asemănări compoziționale puternice între 67P și alte obiecte ale sistemului solar exterior, bogate în carbon.
„Am descoperit că nucleul Cometei 67P are o compoziție similară mediului interstelar, ceea ce indică faptul că cometa conține material presolar nealterat”, spune co-autorul studiului, Fabrizio Capaccioni, de asemenea INAF și investigator principal pentru VIRTIS.
„Această compoziție este, de asemenea, împărtășită de asteroizi și de câțiva meteoriți pe care i-am găsit pe Pământ, ceea ce sugerează că aceste corpuri antice și stâncoase au închis diferiți compuși din norul primordial care a continuat să formeze Sistemul Solar.”
„Acest lucru poate însemna că cel puțin o fracțiune a compușilor organici din Sistemul Solar timpuriu a venit direct din mediul interstelar mai larg - și, prin urmare, că alte sisteme planetare pot avea acces și la acești compuși”, adaugă Raponi.
Chiar dacă misiunea Rosetta s-a încheiat în urmă cu mai bine de trei ani, când nava spațială a fost trimisă prăbușindu-se în cometă, oamenii de știință încă se confruntă cu datele și îi dau sens. Aceasta reflectă alte misiuni precum misiunea Cassini în Saturn. Acea navă spațială a fost expediată în urmă cu doi ani, iar oamenii de știință publică încă lucrări noi pe baza datelor sale.
„Cu toate că operațiunile Rosetta s-au încheiat în urmă cu trei ani, aceasta ne oferă încă o cantitate incredibilă de științe noi și rămâne o misiune cu adevărat de ultimă oră”, adaugă Matt Taylor, omul de știință al proiectului Rosetta al ESA.
„Aceste studii au abordat câteva întrebări deschise în știința cometară: de ce cometele sunt epuizate în azot și de unde provin cometele. Descoperiri inspiratoare precum acestea ne ajută să înțelegem mult mai multe despre nu numai cometele în sine, ci istoria, caracteristicile și evoluția întregului nostru cartier cosmic ”, a spus Taylor.
La un moment dat, NASA intenționa să trimită propriile nave spațiale la 67P. Acesta a fost numit CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) și, după cum îi spune clar numele, avea să aducă o probă înapoi pentru studiu. Ar fi fost uimitor. Dar misiunea respectivă a fost unul dintre cei doi finaliști într-un proces de selecție a misiunii. Cealaltă a fost misiunea Dragonfly, care ar trimite o navă cu rotor în Titanul lunii lui Saturn. În iunie 2019, misiunea Dragonfly a fost aleasă peste CAESAR.
NASA nu are în prezent misiuni planificate pentru comete. Dar ESA își planifică misiunea Interceptor Comet. Va fi prima misiune de a vizita o cometă curată, care nu a mai vizitat sistemul solar interior înainte. Ținta exactă nu a fost încă aleasă.
Mai Mult:
- Comunicat de presă: CONSTRUIREA BLOCURILOR DE VIAȚĂ ÎNVÂNTATE PE SUGETUL DE COMETĂ A ROSETTAI LA COMPOZIȚIA SĂRII LUI
- Document de cercetare: dovezi ale sărurilor de amoniu din cometa 67P ca explicație pentru epuizarea azotului în comă cometară
- Document de cercetare: detectarea în infraroșu a organicelor alifatice pe un nucleu cometar
