Из чего состоит комета?

Л. Викторова

s20160231 kometa1.jpgКак возникла жизнь на Земле? Могли ли ее занести на нашу планету кометы? Да и как вообще появилась жизнь во Вселенной? Эти вопросы не оставляют в покое ученых и конечно же — химиков, которые не оставляют попыток добраться до кометного вещества.

В 2014 году зонд «Розетта» (Rosetta) Европейского космического агентства встал на орбиту кометы Чурюмова — Герасименко на высоте 20—30 км от ее поверхности. Эту комету со странной формой — не то пробка от шампанского, не то покореженные гантели — и возрастом 4,5 миллиарда лет (почти как у Земли) открыли в 1969 году советские астрономы Клим Чурюмов и Светлана Герасименко. Она вращается вокруг Солнца, пересекая орбиты Марса и Юпитера.

Двенадцатого ноября 2014 года спускаемый модуль «Филы» (Philae) отстыковался от «Розетты» и сел на ядро кометы, чтобы в буквальном смысле ее пощупать («Химия и жизнь», 2014, 12). Правда, посадка получилась неудачной — модуль отскочил от запланированной для посадки площадки и прикометился в другом месте, неудачном, поскольку это теневая область и не хватает света, чтобы подзаряжать солнечные элементы. Тем не менее даже этого короткого контакта (до отскока) было достаточно, чтобы приборы, установленные на модуле, ухватили кометные вещества и принялись их анализировать, передавая данные на Землю.

Впервые в истории спускаемый аппарат сел на комету. Но это событие 2014 года. В прошлом же году экспедиция «Розетта» отметилась летом несколькими статьями в журнале «Science», в которых ученые сообщили результаты исследования кометного вещества («Science», 2015, 349, 6247, Goesmann et al, doi: 10.1126/science.aab0689; Wright et al, doi: 10.1126/science.aab0673).

Спускаемый модуль «Филы» был оснащен двумя уникальными аналитическими системами. Внизу аппарата располагалась система COSAC (Cometary Sampling and Composition experiment) — времяпролетный масс­спектрометр, предназначенный для анализа сложных органических веществ. В верхней части аппарата находилась система «Птолемей» (Ptolemy) с масс­спектрометром с ионной ловушкой. Его задача — измерять изотопный состав легких элементов.

«Филы» ударился и отскочил от поверхности. Однако этого удара было достаточно, чтобы кометное вещество поднялось на высоту 150 метров. Пробоотборники, втягивающие пробы «воздуха» и грунта с интервалом в несколько секунд, подобно человеческому носу, все­таки собрали урожай. Анализаторы обнаружили в пробах 16 органических соединений, половина из них содержат азот, но немного, серосодержащих соединений нет вообще. Оказалось, что в ядре кометы присутствуют четыре органических соединения, которые раньше в кометах не находили:

s20160231 kometa2.jpg

Система «Птолемей» обнаружила также намеки на полиоксиметилен — полимер, который образуется из формальдегида при воздействии космической радиации. А то, что формальдегид есть на кометах, и в приличных количествах, мы знаем уже с 1986 года благодаря зонду Европейского космического агентства «Джотто». Тогда он ближе всех подобрался к комете Галлея (всего на 605 километров) и открыл многие тайны кометного вещества.

Наконец, масс­спектрометр Rosina­DFMS, установленный на зонде «Rosetta», обнюхал комету с большого расстояния. Спектр ароматов, исходящих от газовой оболочки кометы, потряс исследователей. Тут вам и сероводород, и аммиак, и спирт, и формальдегид, и метан, и сероуглерод… Словом, тухлые яйца, конюшня и морг…

Однако самая важная находка — молекулярный кислород. Вокруг комет он обнаружен впервые («Nature», 2015, 526, 678—681, 2015, doi: 10.1038/nature15707).

К сожалению, «Филы» дал возможность проанализировать очень малые количества кометного вещества. Но уже понятно, что на кометах есть органика, в том числе компоненты, из которых была сконструирована земная жизнь.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...