В начале миссии масс-спектрометра РОСИНА, в сентябре прошлого года, исследователи из Центра космоса и обитаемости (CSH) Бернского университета сделали неожиданное открытие при анализе кометных газов: между ожидаемыми пиковыми значениями содержания серы. и метанола были обнаружены четкие следы молекул кислорода (O2).Оказалось, что O2 на самом деле является четвертым по распространенности газом в атмосфере кометы после воды (H2O), окиси углерода (CO) и двуокиси углерода (CO2). Поскольку кислород очень химически активен, ранее считалось, что в ранней солнечной системе он должен был объединиться с большим количеством водорода, который тогда присутствовал, чтобы образовать воду.
Тем не менее на комете присутствовали молекулы кислорода. «Мы никогда не думали, что кислород может« выжить »миллиарды лет без соединения с другими веществами, — говорит профессор Катрин Альтвегг, руководитель проекта масс-спектрометра ROSINA и соавтор исследования. Результаты будут опубликованы в научном журнале Nature.Невидимый с ЗемлиМолекулярный кислород очень трудно обнаружить с помощью спектроскопических измерений с помощью телескопов, что объясняет, почему эту молекулу еще не наблюдали на других кометах.
Чтобы сделать это открытие, потребовалось провести измерения на месте с помощью масс-спектрометра ROSINA на космическом зонде Rosetta. «Также было удивительно, что соотношение воды и кислорода не изменилось в разных местах на комете или с течением времени — так что существует устойчивая корреляция между водой и кислородом», — говорит соавтор Альтвегг.Древнее веществоВ отличие от комет известно, что молекулы кислорода встречаются на спутниках Юпитера и Сатурна.
Это объясняется тем, что на них падают частицы высокой энергии с соответствующих материнских планет, чего не существует в случае кометы 67P / Чурюмова-Герасименко. Однако комета подвергалась бомбардировке в течение 4,6 миллиарда лет частицами космического излучения высоких энергий. Эти частицы могут расщеплять воду, что приводит к образованию кислорода, водорода и озона среди других веществ.
Однако эти частицы проникают вглубь всего на несколько метров. Однако при каждом своем обороте вокруг Солнца комета теряет от одного до десяти метров от своей окружности. Со времени последней встречи с Юпитером в 1959 году, которая вывела комету на ее текущую орбиту, она потеряла более 100 метров своего материала.Наиболее вероятное объяснение, по мнению исследователей, заключается в том, что кислород возник очень рано, до образования Солнечной системы.
В частности, частицы высокой энергии ударялись о ледяные частицы в холодных и плотных местах рождения звезд, так называемых темных туманностях, и расщепляли воду на кислород и водород. Кислород не подвергался дальнейшей «обработке» в ранней солнечной системе.
Измерения кислорода показывают, что по крайней мере значительная часть вещества кометы старше нашей Солнечной системы и имеет состав, типичный для темных туманностей, из которых происходят солнечные туманности и более поздние планетные системы. «Это свидетельство того, что кислород является древним веществом, вероятно, дискредитирует некоторые теоретические модели образования Солнечной системы», — говорит Альтвегг.