Wir sind es nicht gewohnt, Staub als Wertstoff zu behandeln. Aber eine Ausnahme ist gemacht, wenn es aus dem Weltraum oder eher vom Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko ankommt. Ihre Analyse lieferte nicht nur wertvolle Informationen über das Himmelsobjekt, sondern auch über die Geschichte unseres Systems.
Von 2014 bis 2016 Der Komet untersuchte den Rosettenapparat mit dem COSIMA-Instrument. Die Forscher interessierten sich für Staubpartikel, die aus dem Kometenkern ausgestoßen wurden. Es stellte sich heraus, dass die Hälfte der Masse jedes Teilchens aus einem kohlenstoffhaltigen Material mit überwiegend makromolekularer organischer Struktur besteht. Die zweite Hälfte besteht nicht aus hydratisierten Silikatmineralien.
Rosettes Werkzeuge halfen, die Natur des 67P besser zu verstehen. Auf seiner Reise um die Sonne setzt der Komet kontinuierlich Gas und Staub frei und bildet einen schwachen Heiligenschein. Dieses Phänomen erklärt sich durch die Sublimation von im Kometenkern befindlichen Eisen (sie gehen von einem festen Zustand in einen gasförmigen Zustand über). Das Gas gelangt in die Atmosphäre eines Kometen und bringt kleine Staubpartikel mit.
Das ROSINA-Tool charakterisiert und quantifiziert Gase. Die Analyse ergab die Zusammensetzung: Wasserdampf, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, molekularer Sauerstoff und viele kleine organische Moleküle, die aus Kohlenstoffatomen, Stickstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Die Bordkameras und das VIRTIS-Spektrometer untersuchten die Oberfläche und zeigten komplexe Strukturen: Steine, Verwerfungen, Löcher, Erdrutsche usw. Es ist jedoch wichtig, dass die Oberfläche dunkel ist (viel organischen Kohlenstoff enthalten kann) und eine geringe Menge Eis aufweist.
Links ist die Oberfläche des Kometenkerns dargestellt, die mit der Rosetta-Sonde beobachtet wurde. Kondensiertes Eis unter der Oberfläche steigt aus den Tiefen eines Kometen auf, wenn es von der Sonne erwärmt wird. Das freigesetzte Gas fängt kleine Staubpartikel ab. Rechts - das Ziel des COSIMA-Geräts zeigt winzige Fragmente eines Kerns mit einer Größe von bis zu 1 mm.
COSIMA ist eine Art physikalisch-chemisches Minilabor, das Kometenstaubpartikel sammelt und deren chemische Eigenschaften misst. Das Gerät befand sich 2 Jahre lang auf der Umlaufbahn eines Kometen und erhielt mehr Informationen, als die Wissenschaftler erhoffen konnten (das Gerät sammelte 35.000 Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm).
Eine detaillierte Analyse der Partikel ermöglichte es uns, ihre Zusammensetzung (Sauerstoff, Kohlenstoff, Silizium, Eisen, Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium usw.) zu verstehen und Informationen über die chemische Natur einiger Komponenten zu erhalten. Beispielsweise enthielt jedes Staubpartikel etwa 50 Massen-% organisches kohlenstoffhaltiges Material. Er war makromolekular und daher aus großen Strukturen entstanden. Messungen ergaben, dass die Staubzusammensetzung nicht vom Aufnahmedatum der Partikel abhängt. Das heißt, es gibt keinen Unterschied zwischen dem Staub, der näher an der Sonne oder weiter entfernt ausgestoßen wird. Die Zusammensetzung hängt auch nicht von der Größe des Staubes oder der Morphologie ab.
Grundmaterial
Ähnliche Ergebnisse wurden vor 30 Jahren bei der Untersuchung von Halleys Kometen mit den Sonden von Giotto und Vega erzielt. Dies beweist, dass Kometen zu den kohlenstoffreichsten Objekten im System gehören. Wissenschaftler glauben, dass dies direkte experimentelle Beweise sind. Der hohe Abundanzkoeffizient zwischen Kohlenstoff und Silizium, der von COSIMA erhalten wird, liegt sehr nahe am Verhältnis ihrer Häufigkeit in der solaren Photosphäre.
Darüber hinaus zeigen die im Staub enthaltenen Silikate keine erkennbaren Anzeichen einer Veränderung des flüssigen Wassers. Das heißt, es ist unwahrscheinlich, dass sich das Material seit der Bildung des Kometen ändert. Ihre Studie bringt uns vor fast 4,5 Milliarden Jahren zurück.
Daten von Rosetteninstrumenten ermöglichten es uns, die chemischen Eigenschaften des Objekts vollständig offenzulegen. Heute können wir sagen: Wenn Kometen eine wichtige Rolle bei der Entstehung des terrestrischen Lebens spielten, dann sollte die komplexe makromolekulare Komponente, die in 67P zu sehen ist, in ihnen dominieren.
