На комете Чурюмова—Герасименко нашли твердые органические вещества

На комете Чурюмова—Герасименко нашли твердые органические вещества

Инструменты космического аппарата «Розетта» подтвердили наличие твердых высокомолекулярных органических веществ на комете Чурюмова—Герасименко. Раньше об органике на комете было известно лишь по масс-спектральным анализам газов — этот результат получил спускаемый аппарат «Филы». Новая работа посвящена прямому анализу частиц кометной пыли. Исследование опубликовано в журнале , кратко о нем сообщает Европейское космическое агентство (ESA).

Органические вещества на астероидах и кометах были обнаружены достаточно давно — к примеру, при анализе упавших на Землю хондритных метеоритов. Исследователи отмечают, что, как правило, это были высокомолекулярные соединения с небольшой массовой долей атомов водорода в них. Подобные вещества были обнаружены и на кометах в ходе миссии «Армады Галлея». Однако на результаты исследований могла повлиять большая скорость, с которой частицы попадали в ловушку, — десятки километров в секунду. Это могло разрушить и изменить исходные вещества. 

В отличие от ранних миссий, «Розетта» движется относительно кометы с небольшой скоростью и способна захватывать частицы не повреждая их. Это позволяет более точно установить их состав и природу. Предварительный анализ газов кометы уже выявил наличие небольших органических молекул, однако новая работа показывает, что в частицах пыли 67P есть и высокомолекулярные вещества.  На комете Чурюмова—Герасименко нашли твердые органические вещества

Анализ частиц «Розетта» провела с помощью инструмента COSIMA — масс-спектрометра вторичных ионов. Кометная пыль, собранная ловушкой, облучалась потоком быстрых первичных ионов, которые бомбардировали образец и выбивали из него заряженные молекулярные осколки. Эти фрагменты изучались по их поведению в магнитном поле — так ученые устанавливали их массы. Хотя такой метод не позволяет достоверно установить структуры соединений, с его помощью можно сделать выводы о природе и элементном составе веществ.

Ученые выяснили, что органические соединения на кометах содержат гораздо больше водорода, чем такие же образцы в метеоритах. На это указало гораздо большее количество осколков, содержащих и углерод и водород. Как и в метеоритах, кроме углеродистых соединений в пыли также присутствовали атомы натрия, магния, алюминия, кремния, кальция и железа.  На комете Чурюмова—Герасименко нашли твердые органические вещества

Авторы обращают внимание на то, что COSIMA обнаружила лишь высокомолекулярные соединения, в то время как «Филы» с помощью инструментов PTOLEMY и COSAC зафиксировал лишь легкие, летучие органические соединения. Молекул с промежуточной массой найти не удалось. Это указывает на то, что источники кометной пыли и кометных газов могут отличаться. 

«Хотя мы не можем знать, образовались ли эти органические вещества в межзвездном пространстве, до возникновения протопланетной туманности, или уже в протопланетном диске, на ранних стадиях возникновения Солнечной системы, — зерна пыли, собранные COSIMA, точно были свидетелями этих ранних процессов. В том числе и процессов формирования самой кометы», — комментирует работу Николас Фрей, первый автор исследования.

Летом 2015 года вышел номер журнала , посвященный миссии «Филы». Среди прочего, благодаря аппарату удалось обнаружить на комете вещества — предшественники сахаров, необходимых для существования известных человечеству форм жизни. Интересно, что в данных масс-спектров ученые обнаружили линии, указывающие на полимеры формальдегида — полиоксометилены. Они содержат в своем составе от одной до семи мономерных групп.

Сейчас миссия «Розетты» подходит к концу, и меньше чем через месяц, 30 сентября, аппарат совершит управляемое столкновение с кометой на скорости менее одного метра в секунду. Недавно «Розетте» удалось найти аппарат «Филы» — после не вполне удачной посадки зонд отскочил от поверхности кометы. Почти два года его точное положение было неизвестно.

.