Nie jesteśmy przyzwyczajeni do traktowania pyłu jako cennego materiału. Ale wyjątek powstaje, jeśli przybywa z kosmosu, a raczej z komety 67P / Churyumov-Gerasimenko. Jej analiza dostarczyła cennych informacji nie tylko o obiekcie niebieskim, ale także o historii naszego systemu.
Od 2014 do 2016 roku kometa studiowała aparat rozetowy przy użyciu instrumentu COSIMA. Naukowcy zainteresowali się cząstkami pyłu wyrzuconymi z jądra komety. Okazało się, że połowa masy każdej cząstki jest reprezentowana przez materiał węglowy o przeważnie makrocząsteczkowej strukturze organicznej. Druga połowa to nie uwodnione minerały krzemianowe.
Narzędzia Rosette pomogły lepiej zrozumieć naturę 67P. Podczas podróży wokół Słońca kometa stale uwalnia gaz i pył, tworząc słabą aureolę. Zjawisko to tłumaczy się sublimacją lodów zlokalizowanych w jądrze komety (przechodzą one ze stanu stałego do stanu gazowego). Gaz wchodzi do atmosfery komety i niesie ze sobą małe cząsteczki pyłu.
Narzędzie ROSINA charakteryzuje i określa ilościowo gazy. Analiza wykazała skład: para wodna, dwutlenek węgla, tlenek węgla, tlen cząsteczkowy i wiele małych cząsteczek organicznych składających się z atomów węgla, azotu, wodoru i tlenu. Kamery pokładowe i spektrometr VIRTIS badały powierzchnię, demonstrując złożone struktury: skały, uskoki, dziury, osuwiska i tak dalej. Ważne jest jednak, aby powierzchnia była ciemna (może zawierać dużo węgla organicznego) i ma małą ilość lodu.
Po lewej stronie znajduje się powierzchnia jądra komety obserwowana przez sondę Rosetty. Skondensowany lód pod powierzchnią unosi się z głębi komety, gdy jest ogrzewany przez słońce. Uwolniony gaz wychwytuje małe cząsteczki pyłu. Po prawej - cel urządzenia COSIMA pokazuje drobne fragmenty jądra o wielkości do 1 mm.
COSIMA jest rodzajem fizyko-chemicznego mini-laboratorium, które zbiera cząsteczki pyłu komety i mierzy ich właściwości chemiczne. Urządzenie spędziło 2 lata na orbicie komety i otrzymało więcej informacji, niż naukowcy mogli mieć nadzieję (urządzenie zebrało 35 000 cząstek o średnicy do 1 mm).
Szczegółowa analiza cząstek pozwoliła nam zrozumieć ich skład (tlen, węgiel, krzem, żelazo, sód, magnez, wapń, aluminium itp.), A także uzyskać informacje o chemicznym charakterze niektórych składników. Na przykład każda cząstka pyłu zawierała masowo około 50% materiału zawierającego węgiel organiczny. Był makromolekularny i dlatego powstał z dużych struktur. Pomiary wykazały, że skład pyłu nie zależy od daty pobrania cząstek. Oznacza to, że nie ma różnicy między pyłem wyrzucanym bliżej Słońca lub dalej. Kompozycja nie zależy również od wielkości pyłu lub morfologii.
Materiał pierwotny
Podobne wyniki uzyskano 30 lat temu podczas badania komety Halleya za pomocą sond Giotta i Vegi. Dowodzi to, że komety należą do najbogatszych obiektów węglowych w systemie. Naukowcy uważają, że jest to bezpośredni dowód eksperymentalny. Wysoki współczynnik obfitości między węglem i krzemem, uzyskany przez COSIMA, jest bardzo zbliżony do stosunku ich obfitości w fotosferze słonecznej.
Ponadto krzemiany w pyle nie wykazują żadnych zauważalnych oznak zmiany w ciekłej wodzie. Oznacza to, że materiał prawdopodobnie nie zmieni się od czasu powstania komety. Ich badanie przywróciło nam prawie 4,5 miliarda lat temu.
Dane z instrumentów Rosette pozwoliły nam w pełni ujawnić właściwości chemiczne obiektu. Dzisiaj możemy powiedzieć: jeśli komety odegrały ważną rolę w pojawieniu się życia ziemskiego, wówczas złożony komponent makromolekularny widoczny w 67P powinien dominować w nich.
