Комета 46P/Wirtanen выпускала необычное число алкоголя, когда совершала свой исторический облет Земли два с половиной года назад. Это один из выводов последнего опубликованного исследования comet detectives, который проведён после наблюдения 46P/Wirtanen с обсерваторией W. M. Keck на Маунакеа на Гавайях.
“46P/Wirtanen имеет одно из наивысших соотношений спирта к альдегиду, измеренных в любой комете на сегодняшний день”,-произнёс Нил Делло Руссо, кометолог из Лаборатории прикладной физики Вуза Джонса Хопкинса и соавтор исследования. “Это говорит нам о том, как молекулы углерода, кислорода и водорода были распределены в ранней Солнечной системе, где образовался Виртанен.”
Данные обсерватории Кека также выявили странную особенность. Обычно, когда кометы вращаются ближе к Солнцу, замороженные частицы в их ядре нагреваются, далее кипятят или сублимируются, переходя напрямую из твердого льда в газ, минуя жидкую фазу. Данный процесс, называемый дегазацией, и создает кому - очень большой плащ из газа и пыли, светящийся вокруг основы кометы. Когда комета становится еще ближе к Солнцу, солнечное излучение отталкивает часть комы от кометы, создавая хвосты.
Однако с кометой 46P/Wirtanen команда ученых сделала странное открытие: другой процесс, кроме солнечной радиации, загадочным образом нагревает комету.
“Интересно, что мы обнаружили, что температура, измеренная для водяного газа в коме, существенно не уменьшалась с расстоянием от основы, что означает механизм нагрева”,- произнёс со автор исследования Эрика Гибб, профессор и заведующая кафедрой физики и астрономии Вуза Миссури–Сент-Луис. Льюис.
Гибб говорит, что имеется немного потенциальных объяснений. Одна из них-химическая реакция, когда безоблачный свет может ионизировать одни атомы или молекулы в плотной коме около ядра, высвобождая высокоскоростные электроны. Когда эти сверх заряженные электроны сталкиваются с другой молекулой, они могут переводить часть своей кинетической энергии и нагревать водяной газ в коме.
“Другая вероятность заключается в том , что от 46P/Wirtanen могут отлетать твердые куски льда, - произнёс Гибб. “Мы видели это в определённых кометах, посещенных космическими аппаратами, конкретно в "Хартли-2" в период миссии НАСА "ЭПОКСИ". Эти куски льда падают от ядра и сублимируются, высвобождая энергию дальше в коме.”
Этот сценарий согласуется с наблюдениями прочих гиперактивных комет, данных как 46P/Wirtanen - класс комет, выделяющие выше воды, чем ожидалось, если они различают все собственные газы напрямую из собственных ледяных ядер при приближении к Солнцу. Вода извергается в форме газа, но позже может конденсироваться в жидкость, если она попадет на поверхность планеты. Вот почему ученые подозревают, что кометы, а также астероиды, возможно, доставили воду, которая составляет океаны Земли.
Данные обсерватории Кека поистине показали, что комета Виртанена показала относительно выше молекул воды, которые находятся дальше в коме после сублимации, по сравнению с прочими молекулами, а именно этаном, цианистым водородом и ацетиленом. Это говорит о том, что дополнительная вода высвобождается из ледяных зерен во внутренней коме, что представляет собой большим результатом, который получается с наземного телескопа. Такие наблюдения были сделаны с помощью космических аппаратов, посещающих другие кометы, но могут быть трудны для изучения с земли по причине помех со стороны воды в атмосфере Земли. Дабы решить эту проблему, наземные исследования применили методику нацеливания на переходы воды, не блокирующие ся атмосферой; это помогает получить детальные инфракрасные наблюдения из обсерватории Кека, показывающие , как очень известный летучий элемент распределяется внутри комы кометы.
В самый завершающий момент.
НАСА предоставило исследователям телескопическое время для наблюдения 46P/Wirtanen в декабре 2018 года с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона обсерватории Кека (NIRSPEC), бывший модернизирован как раз вовремя, дабы запечатлеть комету, когда она приближалась к Земле ближе всего.
“Наши исследования были бы невозможны без стараний всей команды, завершившей модернизацию NIRSPEC”, - произнёс ведущий автор исследования Бончо Бонев, адъюнкт-профессор физики Американского университета. “Я так признателен им за их очень большие и успешные старания по окончанию крупной модернизации NIRSPEC в период огромного дефицита времени.”
Данные NIRSPEC показывают, что химический состав кометы Виртанена состоит из:
ацетилен
аммиак
этан
формальдегид
цианистый водород
метанол
вода
“Всего за 10-20 минут наблюдений с помощью NIRSPEC мы получили измерения содержания и пространственного распределения химических строительных блоков кометы”,-сказал соавтор Мохи Саки, аспирант–исследователь Вуза Миссури-Сент. Луи, факультет физики и астрономии. “Обнаружение мелких типов, данных как аммиак и ацетилен, может занять немного часов с помощью прочих приборов, даже для данных ярких комет, как 46P/Wirtanen. Мы не можем повторить степень чувствительности NIRSPEC для маленьких видов с любым другим прибором ближнего инфракрасного диапазона в данном коротком масштабе времени."
Что дальше
Команда Бонева продолжает исследовать которые получены данные, и вся информация, которая получена в ходе их исследований 46P/Wirtanen, поможет определить, имеется ли основания для будущей космической миссии по проведению следующих наблюдений кометы.
“Молекулы, на которых мы сосредоточились, ни при каких обстоятельствах не изучались в прошлом в данной конкретной комете”, - сказал Бонев. “Эти наблюдения Кека обеспечили один из самых лучших комплектов данных, когда-нибудь которые получены наземной обсерваторией в классе комет, к которым принадлежит 46P/Wirtanen, так называемых комет семейства Юпитера. Это важно, так как это поможет научному сообществу оценить, может ли миссия космического аппарата к Виртанену дать более дорогие сведения о комете и ранней Солнечной системе.”
Анализ состава комет важен для постижения ранней солнечной системы. Эти замерзшие комья грязи из газов, камней и пыли, вращающиеся вокруг Солнца, выступают реликтами нашего космического прошлого, с ледяными окаменелостями, которые содержат исходные минералы, из которых сформировалась безоблачная система. Ученые-кометчики, как археологи, используют кометы, дабы собрать в одно целое историю Солнечной системы.
“Исследования комет, схожие этому, захватывают воображение, так как они являются стартовой площадкой для ответа на вопрос на миллион долларов – одни ли мы?” - сказал Грег Допманн, штатный астроном и специалист по приборам NIRSPEC в обсерватории Кека. - Органические соединения на кометах говорят нам, какие элементы создавали нашу солнечную систему и послужили предшественниками жизни. Далее мы можем искать те же самые пребиотические молекулы в прочих планетных системах, что открывает захватывающую дверь к очень реальной возможности выявить микробную жизнь за пределами Земли - не на практике наших детей, а в нашей собственной жизни.”
Обсерватория Кека управляется Калифорнийской ассоциацией астрономических исследований, партнерством Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета. В 1996 году НАСА примкнуло к обсерватории Кека в виде шестого партнера.
Статья была опубликована nasa.gov