Novinky z výzkumu komety 67P/Čurjumov-Gerasimenko

Prachové částice, které kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko uvolnila do kosmického prostoru, se zhruba z poloviny skládají z organických molekul. Prach náleží k nejméně ovlivněnému a na uhlík bohatému materiálu ve Sluneční soustavě, který se od svého vzniku skoro vůbec nezměnil. Tyto závěry publikoval vědecký tým kolem přístroje COSIMA v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. COSIMA je instrument na palubě evropské sondy Rosetta, který byl použit při výzkumu komety 67P/Čurjumov-Gerasimenko od srpna 2014 do září 2016. Ve své aktuální studii, do které se zapojili rovněž výzkumníci z Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), komplexně analyzovali, jaké chemické prvky utvářejí kometární prach.

Když se kometa po velmi protáhlé eliptické dráze přibližovala ke Slunci, probouzela se postupně její aktivita: zmrzlé plyny se odpařovaly a odnášely drobná zrníčka prachu do okolního prostoru. Přístroje na sondě tento prach zachytily a prozkoumaly, čímž poskytly vědcům příležitost vystopovat „stavební materiál“ samotných komet. Doposud pouze několik kosmických misí v tomto úsilí uspělo. Mezi úspěšné patří i sonda Rosetta. Na rozdíl od svých předchůdců byla Rosetta schopna shromažďovat a analyzovat prachové částice nejrůznějších velikostí v průběhu více než dvou let. Pro porovnání: mise, jako například Giotto prolétající kolem komety 1P/Halley nebo sonda Stardust, která dopravila na Zemi vzorky odebrané z okolí komety 81P/Wild 2, poskytly pouze jakousi „momentku“ o složení prachu.

V průběhu mise sondy Rosetta shromáždil přístroj COSIMA více než 35 000 trníček prachu. Nejmenší z nich měřila pouze 0,01 milimetru, ta největší dosahovala velikosti kolem jednoho mm. Přístroj zřejmě uskutečnil první pozorování jednotlivých zrníček prachu prostřednictvím mikroskopu. V další fázi byla tato zrníčka bombardována svazkem iontů india o vysokých energiích. Sekundární ionty uvolňované tímto způsobem pak mohly být „zváženy“ a analyzovány hmotovým spektrometrem COSIMA. V současné studii vycházeli vědci z výzkumu 30 prachových zrnek s vlastnostmi, které zaručily smysluplnou analýzu. Jejich výběr zahrnoval zrníčka prachu ze všech fází jejich sběru sondou Rosetta, a také částice všech velikostí.

„Naše analýzy ukázaly, že složení všech zkoumaných zrníček je velmi podobné,“ říká Martin Hilchenbach, hlavní vědecký pracovník týmu COSIMA. Vědci dospěli k závěru, že kometární prach je složen ze stejných ingrediencí jako jádro komety, a tudíž může být prozkoumán místo něj.

Studie dále ukázala, že organické molekuly patří mezi těmito ingrediencemi k nejběžnějším. Na jejich konto připadá zhruba 45 % (podle hmotnosti) pevného kometárního materiálu. „Kometa, kterou zkoumala sonda Rosetta, tudíž náleží k většině těles bohatých na uhlík, které známe ve Sluneční soustavě,“ říká Oliver Stenzel, vědecký pracovník MPS a člen týmu COSIMA. Druhá část podle hmotnosti – přibližně 55 % – připadá na minerály, zejména na silikáty. Je pozoruhodné, že se téměř výhradně jedná o nehydratované minerály, tj. bez přítomnosti vody.

„Samozřejmě že kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko také obsahuje vodu, podobně jako jiné komety,“ dodává Martin Hilchenbach. „Ale protože komety tráví většinu svého času v mrazivých podmínkách na okraji Sluneční soustavy, přítomná voda je téměř stále ve zmrzlém stavu a nereaguje s minerály.“ Proto astronomové pokládají nedostatek hydratovaných minerálů v kometárním prachu za známku toho, že kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko obsahuje zcela nedotčený materiál.

Tento závěr podpořil poměr některých chemických prvků, jako například poměr uhlíku vůči křemíku. S poměrem větším než 5 je tato hodnota velmi blízká hodnotám známým u Slunce, které podle předpokladu odrážejí poměr určený pro mladou Sluneční soustavu.

Současná zjištění kromě toho zpřesňují naše představy o vzniku života na Zemi. V dříve publikovaných závěrech vědecký tým zpracovávající data z přístroje COSIMA byl schopen ukázat, že uhlík nalezený v kometě 67P/Čurjumov-Gerasimenko existuje především v podobě velkých organických makromolekul. Společně se současnými výzkumy je zcela jasné, že tyto složky představují velkou část kometárního materiálu. A tak pokud komety opravdu dodávaly mladé Zemi organický materiál, jak mnoho vědců předpokládá, pravděpodobně byly hlavními tělesy, která dopravovala na naši planetu takovéto makromolekuly.

Ve vědeckém týmu pro přístroj COSIMA pracovali především pracovníci Max Planck Institute for Solar System Research. Přístroj vyvinulo a postavilo konsorcium firem pod vedením Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Dalšími členy tohoto konsorcia byly Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement, Institut d'Astrophysique, the Finnish Meteorological Institute, University of Wuppertal, Universität der Bundeswehr, Research Center Seibersdorf a Institute for Space Research at the Austrian Academy of Sciences.

Zdroj: http://www.mps.mpg.de/Rosetta-A-Comet-s-List-of-Ingredients

autor: František Martinek