Vi är inte vana vid att behandla damm som ett värdefullt material. Men ett undantag görs om det kommer från rymden, eller snarare från kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko. Hennes analys gav värdefulla uppgifter inte bara om det himmelska objektet utan även historien om vårt system.
Från 2014 till 2016 kometen studerade Rosette-apparaten med hjälp av COSIMA-instrumentet. Forskarna var intresserade av dammpartiklar utstötta från kometenkärnan. Det visade sig att hälften av varje partikelmassa representeras av ett kolhaltigt material med en övervägande makromolekylär organisk struktur. Den andra halvan är inte hydrerade silikatmineraler.
Rosettes verktyg bidrog till att bättre förstå naturen hos 67P. Under resan runt Solen släpper kometen kontinuerligt gas och damm och bildar en svag halo. Detta fenomen förklaras av sublimering av is som finns i kometenkärnan (de går från ett fast tillstånd till ett gasformigt tillstånd). Gassen kommer in i en komets atmosfär och tar med små dammpartiklar.
ROSINA-verktyget karakteriserar och kvantifierar gaser. Analysen visade kompositionen: vattenånga, koldioxid, kolmonoxid, molekylärt syre och många små organiska molekyler som består av kolatomer, kväve, väte och syre. Kamerakamerorna och VIRTIS-spektrometern undersökte ytan och demonstrerade komplexa strukturer: stenar, fel, hål, jordskred osv. Men det är viktigt att ytan är mörk (kan innehålla mycket organiskt kol) och har en liten mängd is.
Till vänster, ytan av kometenkärnan observerad av Rosetta-proben. Kondenserad is under ytan stiger från en komets djup när den värms upp av solen. Den frigjorda gasen fångar små dammpartiklar. Till höger demonstrerar målet för COSIMA-enheten små fragment av en kärna med en storlek på upp till 1 mm.
COSIMA är ett slags fysikalisk-kemiskt mini-laboratorium som samlar kometsdammpartiklar och mäter deras kemiska egenskaper. Enheten spenderade 2 år i en komets bana och fick mer information än vad forskare kunde hoppas på (enheten samlade 35 000 partiklar med en diameter på upp till 1 mm).
En detaljerad analys av partiklarna gjorde det möjligt för oss att förstå deras sammansättning (syre, kol, kisel, järn, natrium, magnesium, kalcium, aluminium etc.) samt att få information om vissa komponenters kemiska natur. Till exempel innehåller varje dammpartikel ca 50% organiskt kolhaltigt material i massa. Han var makromolekylär och skapades därför av stora strukturer. Mätningar visade att dammsammansättningen inte beror på datumet för insamling av partiklar. Det betyder att det inte finns någon skillnad mellan det damm som utstötas närmare solen eller längre. Sammansättningen beror inte heller på storleken på damm eller morfologi.
Primärt material
Liknande resultat erhölls för 30 år sedan under studien av Halleys komet med sondera av Giotto och Vega. Detta visar att kometer är bland de rikaste kolobjekten i systemet. Forskare tror att detta är direkt experimentella bevis. Den höga överensstämmelsekoefficienten mellan kol och kisel, erhållen av COSIMA, ligger mycket nära förhållandet mellan deras överflöd i solfotosfären.
Dessutom visar silikaterna i dammet inga märkbara tecken på förändring i det flytande vattnet. Det vill säga, materialet är osannolikt att förändras sedan kometen bildades. Deras studie leder oss tillbaka för nästan 4,5 miljarder år sedan.
Data från Rosette-instrument tillät oss att fullständigt avslöja objektets kemiska egenskaper. Idag kan vi säga: om kometer spelade en viktig roll vid uppkomsten av marklivet, skulle den komplexa makromolekylära komponenten som ses i 67P dominera i dem.
