Comet giver en sjælden chance for at studere solsystemernes oprindelse

Flere prøver af kometer er tvingende nødvendige for bedre at forstå solsystemets tidlige historie, siger forskere, der analyserer kometstøv bragt tilbage til Jorden af ​​NASAs Stardust-mission i 2006.

Støvpartiklerne er fra Comet 81P/Wild (også kendt som Wild 2) og dateres til begyndelsen af ​​solsystemet, indeholdende spor om dens tidligste historie.

"Fremtiden for Stardust videnskab", som er en artikel offentliggjort i juni 2017 i tidsskriftet Meteoritik og planetarisk videnskab , opsummerer de omkring 150 videnskabelige publikationer baseret på Stardust videnskab. Det gør en vigtig pointe om grænserne for vores viden om den tidlige protosolare skive af gas og støv, hvorfra solsystemet er dannet. Det er, Wild 2 og andre Kuiper Bælt-kometer - dem, der stammer fra hinsides Neptuns kredsløb - er dårligt repræsenteret i vores prøver af udenjordisk materiale.

I modsætning, asteroider er repræsenteret i vores samlinger af meteoritter og har været veldokumenteret i over et århundrede, mens Månens materiale er blevet indsamlet og bragt til videnskabsmænd til analyse af Apollo-astronauterne.

Andrew Westphal, et højtstående medlem af Stardust-teamet og en astrofysiker ved University of California, Berkeley, opfordrede efterforskere til at opsøge mere Kuiperbælt-materiale til at studere på Jorden på grund af dets unikke oprindelse.

"Når du prøver længere og længere ude i solsystemet, du prøver materiale, der er mere og mere primitivt, siger Westphal, avisens hovedforfatter. "Især når du får en prøve fra en komet, du får en prøve [der har været] i dybfrysning i 4,6 milliarder år."

Cirka 10 procent af en typisk Kuiperbælt-komet er uændret interstellart materiale. Noget af dette materiale består af præ-solar korn - circumstellare støvkorn kondenseret i udstrømningen (emissioner) fra andre stjerner længe før solsystemet blev dannet. Det meste af det interstellare materiale, imidlertid, sandsynligvis dannet i det interstellare medium.

Lidt information om vand

At afgøre, om flydende vand nogensinde var til stede i Wild 2, er også et vigtigt mål for kometforskere. Astronomiske beviser viser, at kometvand kan have varierende forhold mellem deuterium og brint (D til H), og at gennemsnitsforholdet adskiller sig fra vand på Jorden. Et berømt eksempel på dette er Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, som blev undersøgt tæt på af Den Europæiske Rumorganisations Rosetta-mission fra 2014 til 2016. Andre komet-D til H-forhold er blevet målt med jordbaserede teleskoper.

Hvis kometer har forskellige D til H-forhold i deres vand end Jordens vand, dette betyder sandsynligvis, at kometer ikke leverede størstedelen af ​​vandet til Jordens overflade. I stedet, efterforskere spekulerer på, at det var asteroider, der bragte vandet, men der er behov for flere undersøgelser af både asteroider og kometer for at hjælpe med at bekræfte hypotesen.

Desværre for Stardust-efterforskere, ingen "flygtige stoffer" - som er molekyler med lavt kogepunkt, vand – overlevede at slå ind i rumfartøjets aerogel- og aluminiumsfolieopsamler med 6,1 kilometer i sekundet (3,8 miles per sekund, eller 13, 680 miles i timen). Den situation har gjort det udfordrende at fremme videnskaben om komet D til H-forhold.

"Klipperne overlevede, men intet vand blev bevaret, " siger Westphal. "Nogle sjældne organiske stoffer, imidlertid, bevarede deres D/H-forhold."

Efterforskerne ledte også efter phyllosilicater, som er ler, der bevarer vand inde i dem, men til dato har undersøgelser af partikler indsamlet af Stardust ikke givet nogen phyllosilicater.

Der kan være en anden mulighed for at studere materialet fra en komet. NASA's foreslåede Comet Rendezvous, Prøveoptagelse, Efterforskning, and Return (CORSAIR) mission er designet til at indsamle materialer, herunder økologiske, fra Comet 88P/Howell, hvilket kunne give flere implikationer for astrobiologi. Hvis missionen godkendes, disse prøver ville vende tilbage til Jorden i 2030'erne.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASAs Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.