Анализируя данные спектрометра, установленного на борту зонда Европейского космического агентства «Rosetta», астрономы выяснили, почему ранее в облаках из пыли и газа, окружающих ядра комет, не удавалось обнаружить предсказанное количество азота – одного из «кирпичиков» жизни. Оказалось, что преимущественно он находится в форме солей аммония, запертых в ядре ледяных странниц. Выводы ученых представлены в журнале Nature Astronomy.
«Более 30 лет назад европейская миссия «Giotto», пролетевшая в непосредственной близости от кометы Галлея, неожиданно обнаружила крайне низкое содержание азота в ее коме, которая образуется, когда ледяная гостья приближается к Солнцу. Несмотря на то, что азот все же был зафиксирован в составе аммиака и синильной кислоты, его количество было очень низким по сравнению с ожидаемым. И теперь нам удалось выяснить, почему», – пишут авторы исследования.
Рискованный полет
Менее чем за месяц до окончания своей миссии зонд «Rosetta» пролетел вблизи кометы Чурюмова-Герасименко, находясь при этом на расстоянии всего 1,9 километра от ее ядра. Этот опасный маневр привел к прямому воздействию пыли на масс-спектрометр на борту космического аппарата, которая почти уничтожила инструмент. Однако благодаря ему ученым удалось обнаружить вещества, прячущиеся в холодной среде кометы на частицах пыли.
Комета Чурюмова-Герасименко. Credit: ESO/M. Kornmesser, ESA/Rosetta
«Количество частиц, некоторые из которых никогда ранее не измерялись на комете, было удивительным. В частности, содержание аммиака, химического соединения азота и водорода, внезапно оказалось гораздо выше. Как соль, аммиак имеет гораздо более высокую температуру испарения, чем лед, и поэтому в основном присутствует в виде твердого вещества в холодной среде кометы. До сих пор никому не удавалось измерить эти твердые вещества ни с помощью дистанционного зондирования на телескопах, ни с помощью космических аппаратов», – пояснили авторы исследования.
Соль аммония и ее роль в возникновении жизни
Изучив данные, ученые пришли к мысли, что количество аммиака потенциально может быть прослежено до появления солей аммония, и, чтобы доказать его присутствие в кометном льду, они провели обширную работу в лаборатории.
Моделирование выбросов с поверхности кометы Чурюмова–Герасименко. Credit: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
«В результате мы обнаружили следы пяти различных солей аммония: хлорид аммония, цианид аммония, цианат аммония, формиат аммония и ацетат аммония. Ранее явное отсутствие азота на кометах было загадкой, но наше исследование показывает, что он заключен в их ядрах в форме солей аммония», – пояснила химик Нора Хенни, соавтор исследования из Бернского университета (Швейцария).
Обнаруженные соли аммония включают несколько астробиологически релевантных молекул, которые могут привести к выработке мочевой кислоты, аминокислот, аденина и нуклеотидов. Это, по мнению авторов исследования, еще одно свидетельство в пользу того, что кометы могут быть связаны с появлением жизни на Земле.
Источник: