Знімок зразка пилу, позначений Juliette

ESA / Rosetta / MPS / COSIMA

Інструменти космічного апарату «Розетта» підтвердили наявність твердих високомолекулярних органічних речовин на кометі Чурюмова-Герасименко. Раніше про органіці на кометі було відомо лише по мас-спектральним аналізом газів - цей результат отримав спусковий апарат «Філи». Нова робота присвячена прямому аналізу частинок кометного пилу. дослідження опубліковано в журналі Nature, коротко про нього повідомляє Європейське космічне агентство (ESA).

Органічні речовини на астероїдах і кометах були виявлені досить давно - наприклад, при аналізі впали на Землю хондрітних метеоритів. Дослідники відзначають, що, як правило, це були високомолекулярні сполуки з невеликою масовою часткою атомів водню в них. Подібні речовини були виявлені і на кометах в ході місії «Армади Галлея». Однак на результати досліджень могла вплинути велика швидкість, з якою частинки потрапляли в пастку, - десятки кілометрів в секунду. Це могло зруйнувати і змінити вихідні речовини.

На відміну від ранніх місій, «Розетта» рухається щодо комети з невеликою швидкістю і здатна захоплювати частки не пошкоджуючи їх. Це дозволяє більш точно встановити їх склад і природу. Попередній аналіз газів комети вже виявив наявність невеликих органічних молекул, проте нова робота показує, що в частинках пилу 67P є і високомолекулярні речовини.

Оптичні знімки зерен кометного пилу, зібраних і проаналізованих COSIMA

ESA / Rosetta / MPS / COSIMA

Аналіз частинок «Розетта» провела за допомогою інструменту COSIMA - мас-спектрометра вторинних іонів. Кометний пил, зібрана пасткою, опромінювалася потоком швидких первинних іонів, які бомбардували зразок і вибивали з нього заряджені молекулярні осколки. Ці фрагменти вивчалися з їхньої поведінки в магнітному полі - так вчені встановлювали їх маси. Хоча такий метод не дозволяє достовірно встановити структури з'єднань, з його допомогою можна зробити висновки про природу і елементному складі речовин.

Вчені з'ясували, що органічні сполуки на кометах містять набагато більше водню, ніж такі ж зразки в метеоритах. На це вказало набагато більшу кількість осколків, що містять і вуглець і водень. Як і в метеоритах, крім вуглецевих сполук в пилу також були присутні атоми натрію, магнію, алюмінію, кремнію, кальцію і заліза.

Мас-спектри вторинних іонів. Числа на горизонтальній осі позначають вага молекулярних осколків. Kenneth і Juliette - позначення зразків, IOM - дані по одному з хондрітних метеоритів.

MPS / CSNSM / UNIBW / TUORLA / IWF / IAS / ESA / BUW / MPE / LPC2E / LCM / FMI / UTU / LISA / UOFC / vH & S / Fray et al (2016)

Автори звертають увагу на те, що COSIMA виявила лише високомолекулярні сполуки, в той час як «Філи» за допомогою інструментів PTOLEMY і COSAC зафіксував лише легкі, летючі органічні сполуки. Молекул з проміжною масою знайти не вдалося. Це вказує на те, що джерела кометного пилу і кометних газів можуть відрізнятися.

«Хоча ми не можемо знати, чи утворилися ці органічні речовини в міжзоряному просторі, до виникнення протопланетному туманності, або вже в протопланетному диску, на ранніх стадіях виникнення Сонячної системи, - зерна пилу, зібрані COSIMA, точно були свідками цих ранніх процесів. У тому числі і процесів формування самої комети », - коментує роботу Ніколас Фрей, перший автор дослідження.

Влітку 2015 року вийшов номер журналу Science, присвячений місії «Філи». Серед іншого, завдяки апарату вдалося виявити на кометі речовини - попередники цукрів, необхідних для існування відомих людству форм життя. Цікаво, що в даних мас-спектрів вчені виявили лінії, що вказують на полімери формальдегіду - поліоксометілени . Вони містять у своєму складі від одного до семи мономерних груп.

Зараз місія «Розетти» добігає кінця, і менше ніж через місяць, 30 вересня, апарат зробить кероване зіткнення з кометою на швидкості менше одного метра в секунду. Нещодавно «Розетті» вдалося знайти апарат «Філи» - після не цілком вдалою посадки зонд відскочив від поверхні комети. Майже два роки його точне положення було невідомо.

Володимир Корольов