Рецепт комети

 

Пил, який комета 67P/Чурюмова – Герасименко викидає в космос, наполовину складається з органічних молекул. Цей матеріал належить до найстаріших та найбільш насичених вуглецем з-поміж відомих у Сонячній системі; він практично не змінився з моменту її виникнення. Таких висновків дійшла команда вчених, що працює з COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyser) – інструментом космічного апарату «Розетта», який досліджував комету. У своєму нещодавньому дослідженні науковці, зокрема з Інституту досліджень Сонячної системи імені Макса Планка, проаналізували – детально, як ніколи раніше, – з яких хімічних елементів складається пил комети.



Коли комета 67Р/Чурюмова – Герасименко наближається до Сонця, під її поверхнею випаровуються замерзлі гази і викидають в космос крихітні частки пилу (ліворуч). Завдяки пластинкам, що завбільшки кілька сантиметрів, учені можуть потім зловити пилинки розміром до 100 мікрометрів (справа) і їх дослідити. Зображення: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA (links); ESA / Rosetta / MPS for COSIMA Team MPS / CSNSM / UNIBW / TUORLA / IWF / IAS / ESA / BUW / MPE / LPC2E / LCM / IMF / UTU / LISA / UOFC / vH & S (rechts).



Коли комета, рухаючись по своїй еліптичній орбіті, наближається до Сонця, стає активною: заморожені гази випаровуються і викидають у космос крихітні пилові частинки. Якщо їх зловити і дослідити, то можна з’ясувати, з чого складається комета.

 

Лише кільком космічним місіям це раніше вдалося. До них належить місія «Розетта» європейської космічної агенції ЄКА. На відміну від своїх попередників, учені з «Розетти» вперше змогли зібрати та проаналізувати порошинки різної величини, зібрані з інтервалом в часі два роки.

 

Попередні місії, зокрема Джото до комети Галлея або Стардаст, що приніс на Землю кометний пил з 81P/Wild2, надавали для порівнянні лише моментальні знімки. У випадку з апаратом Стардаст, що 2004 року промчався повз свою комету, пил при захопленні так сильно змінився, що кількісний аналіз був можливий лише умовно.

 

У процесі місії «Розетта» COSIMA зібрала понад 35 000 частинок пилу. Найменші з них  мають лише 0,01 міліметра у діаметрі, найбільші – 1 міліметр. Інструмент дав змогу спочатку роздивитися найменші частинки в мікроскоп. Потім – їх обстріляти високоенергетичним променем з іонів індію. Отримані вторинні частинки можна було зважити і досліджувати у мас-спектрометрі.

 

Для актуального дослідження вчені обмежилися 30 пиловими частинками, чиї ознаки можна було оцінити особливо добре. Їхній вибір охопив пилинки зі всіх етапів космічної місії та всіх розмірів.

 

«Наші вимірювання доводять, що склад всіх цих частинок дуже подібний», – описав висновки Мартін Гільхенбах (Martin Hilchenbach), учений з Інституту імені Макса Планка, керівник команди COSIMA. Експерти дійшли висновку, що пил комети складається з тих же інгредієнтів, що й ядро комети, тож їх можна досліджувати одне через одного.

 

Згідно з дослідженням, у списку складників важливе місце займають органічні молекули. Вони становлять близько 45 % маси твердого матеріалу. «Комета «Розетти» належить до найбільш насичених вуглецем тіл, відомих нам у Сонячній системі»,– розповів Олівер Штенцель (Oliver Stenzel), член команди COSIMA.

 

Інша частина маси, близько 55 %, – це мінеральні речовини, переважно силікати. Впадає у вічі те, що йдеться майже винятково про негідрогенізовані мінерали, тобто про такі, в яких відсутні водні сполуки.

 

«Звичайно, комета 67P/Чурюмова Герасименко, як і кожна комета, містить воду, – каже Гільхенбах. – Але з огляду на те, що більшість часу після свого виникнення комета провела на крижаній межі Сонячної системи, майже вся вода замерзла і не взаємодіяла з мінералами».

 

Вчені вважають, що відсутність гідрогенізованих мінералів в пилі комети доводить: тіло містить характерний первинний і незмінний матеріал. На це вказує співвідношення певних елементів, зокрема вуглецю і кремнію. Цей показник (більше п’яти) дуже подібний на показник Сонця, в якому збереглася первинна вага елементів з перших днів планетарної системи.

 

Отримані результати стосуються і наших уявлень про те, як виникло життя на Землі. В раніших публікаціях команда COSIMA продемонструвала, що вуглець на кометі 67P/Чурюмова – Герасименко наявний переважно у формі великої органічної макромолекули. Зіставивши ці дані з останнім дослідженням, стає очевидно: ці сполуки становлять значну частину матеріалу, з якого складається комета. Якщо комети постачали ранню Землю органічним матеріалом – як припускає багато вчених, – з такими макромолекулами це було б можливим.

 


Das Rezept für einen Kometen

mpg.de 1/12/2017

Зреферувала Соломія Кривенко