¿Por qué hay tan poco nitrógeno en el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Esa es una pregunta que se hicieron los científicos cuando observaron los datos de la nave espacial Rosetta de la ESA. De hecho, es una pregunta que se hacen cada vez que miden los gases en el coma de un cometa. Cuando Rosetta visitó el cometa en 2014, midió los gases y descubrió que había muy poco nitrógeno.
En dos nuevos artículos publicados en Nature Astronomy, los investigadores sugieren que en realidad no falta el nitrógeno, simplemente está oculto en los componentes básicos de la vida.
Rosetta se lanzó en 2004 y tardó 10 años en alcanzar su objetivo, el cometa 67P. Pasó unos dos años estudiándolo antes de terminar su misión al estrellarse contra el cometa. Rosetta también envió el módulo de aterrizaje Philae a la superficie, y a pesar del difícil aterrizaje que paralizó su misión, el módulo de aterrizaje aún podía tomar imágenes de la superficie del cometa.
Eso fue hace tres años, y los científicos todavía están trabajando a través de los datos.
"Aunque las operaciones de Rosetta terminaron hace más de tres años, todavía nos ofrece una cantidad increíble de nueva ciencia y sigue siendo una misión verdaderamente innovadora".
Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta de la ESA.
Los cometas son en gran medida bolas de hielo, y cuando el cometa 67P se acercó al Sol, el calor sublimó el material del cometa a su coma, una gota gaseosa y nebulosa que rodea al cometa. Cuando Rosetta analizó el coma, contenía las cantidades esperadas de productos químicos como oxígeno y carbono, pero se agotó el nitrógeno.
"La razón detrás de este agotamiento de nitrógeno ha seguido siendo una gran pregunta abierta en la ciencia de los cometas", dijo Kathrin Altwegg, de la Universidad de Berna, Suiza, investigadora principal del espectrómetro Rosetta Orbiter para el instrumento de análisis de iones y neutros (ROSINA) y autora principal de un nuevo estudio
Cuando se enfrentaron con este nitrógeno faltante en el pasado, los científicos pensaron que N2 (nitrógeno molecular) era demasiado volátil para condensarse en hielo cometario cuando se formó el cometa. Otra posible explicación es que puede haberse perdido durante la vida útil de aproximadamente 4.600 millones de años del Sistema Solar. Pero estos nuevos estudios presentan evidencia que descuenta esas explicaciones.
"Utilizando las observaciones de ROSINA del cometa 67P, descubrimos que este nitrógeno" faltante "puede estar de hecho unido a sales de amonio que son difíciles de detectar en el espacio", dijo Altwegg en un comunicado de prensa.
"Encontrar sales de amonio en el cometa es muy emocionante desde una perspectiva de astrobiología".
Kathrin Altwegg, investigadora principal, espectrómetro de órbita Rosetta para análisis de iones y neutros (ROSINA)
Uno de los nuevos artículos se titula "Evidencia de sales de amonio en el cometa 67P como explicación del agotamiento del nitrógeno en las cometas cometas". El nitrógeno volátil en el coma de un cometa generalmente se transporta en NH3 (Amoníaco) y HCN (Cianuro de hidrógeno). El amoníaco puede combinarse fácilmente con otros ácidos como HCN, HNCO (ácido isocianico) y HCOOH (ácido fórmico) para formar sales de amonio. Las sales de amonio se encuentran en las bajas temperaturas en el hielo del cometa y en el medio interestelar.
Las sales de amonio pueden desempeñar un papel clave en los componentes básicos de la vida. Se cree que son los precursores de la vida y son los compuestos de partida para moléculas más complejas como la urea y el aminoácido glicina. Pero son difíciles de detectar en el espacio. Son volátiles e inestables como un gas, y su señal infrarroja puede ocultarse y ser difícil de detectar.
La idea de que los cometas contienen los componentes básicos de la vida y desempeñan algún tipo de papel en su difusión por todo el Sistema Solar es antigua. En sus primeros años, la Tierra fue bombardeada por cometas que trajeron agua, y probablemente los bloques de construcción, a la Tierra. En 2016, esa idea se reafirmó cuando Rosetta descubrió tanto la glicina como el fósforo en el coma del 67P.
Esta idea se conoce como pa panspermia molecular ‘y dice que los componentes básicos de la vida se forjaron en el espacio y se incorporaron a la nebulosa solar. A medida que los planetas se condensaron de esa nebulosa, estos bloques de construcción fueron a lo largo del viaje. También fueron distribuidos en todo el Sistema Solar continuamente por cometas y otros cuerpos.
"Encontrar sales de amonio en el cometa es muy emocionante desde una perspectiva de astrobiología", agregó Altwegg. "Este descubrimiento resalta cuánto podemos aprender de estos intrigantes objetos celestes".
Hubo algunos momentos dramáticos detrás de este descubrimiento para Altwegg y los otros científicos. Utilizaron datos del acercamiento más cercano de Rosetta al cometa, cuando estaba a solo 1,9 km (1,18 millas) por encima, bien dentro del coma nebuloso y polvoriento. Poner la nave espacial en esa posición fue una maniobra arriesgada, y no pudieron comunicarse con Rosetta en ese momento.
"Debido al ambiente polvoriento en el cometa y la rotación de la Tierra, no pudimos comunicarnos fácilmente con Rosetta a través de nuestras antenas en ese momento y tuvimos que esperar hasta la mañana siguiente para restablecer nuestro enlace de comunicación", dijo Altwegg en un comunicado. presione soltar.
¡Ninguno de nosotros dormimos bien esa noche! Pero tanto Rosetta como ROSINA terminaron comportándose perfectamente, midiendo sin problemas los espectros de masas más abundantes y diversos hasta el momento, y revelando muchos compuestos que nunca antes habíamos visto en 67P ".
El segundo estudio nuevo se titula "Detección infrarroja de compuestos orgánicos alifáticos en un núcleo cometario". El autor principal es Andrea Raponi de INAF, el Instituto Nacional de Astrofísica en Italia. Se centra en los datos recopilados con el instrumento del espectrómetro de imágenes térmicas visibles e infrarrojas (VIRTIS) de Rosetta.
En ese documento, los investigadores presentan el descubrimiento de compuestos orgánicos alifáticos en 67P. Son cadenas de hidrógeno y carbono, y también están construyendo bloques de vida. Esta es la primera vez que se encuentran estos compuestos orgánicos en la superficie del núcleo de un cometa.
"De dónde y cuándo provienen estos compuestos alifáticos es muy importante, ya que se cree que son elementos esenciales de la vida tal como la conocemos", explicó el autor principal Raponi.
"El origen de material como este que se encuentra en los cometas es crucial para nuestra comprensión no solo de nuestro Sistema Solar, sino también de los sistemas planetarios en todo el Universo", dijo Raponi.
¿Panspermia molecular confirmada?
Estos bloques de construcción alifáticos no se formaron en el cometa mismo. Los científicos piensan que se formaron en el medio interestelar, o en el joven Sol que aún se está formando.
"Descubrimientos inspiradores como estos nos ayudan a comprender mucho más no solo sobre los cometas, sino también sobre la historia, las características y la evolución de todo nuestro vecindario cósmico".
Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta de la ESA
Los autores del segundo artículo también encontraron fuertes semejanzas compositivas entre 67P y otros objetos externos del Sistema Solar ricos en carbono.
"Descubrimos que el núcleo del cometa 67P tiene una composición similar al medio interestelar, lo que indica que el cometa contiene material presolar inalterado", dice el coautor del estudio Fabrizio Capaccioni, también del INAF e investigador principal de VIRTIS.
"Esta composición también es compartida por los asteroides y algunos meteoritos que hemos encontrado en la Tierra, lo que sugiere que estos cuerpos rocosos antiguos encerraron varios compuestos de la nube primordial que pasó a formar el Sistema Solar".
"Esto puede significar que al menos una fracción de los compuestos orgánicos en el Sistema Solar temprano provino directamente del medio interestelar más amplio, y por lo tanto, otros sistemas planetarios también pueden tener acceso a estos compuestos", agrega Raponi.
A pesar de que la misión Rosetta terminó hace más de tres años cuando la nave espacial se estrelló contra el cometa, los científicos aún están revisando los datos y dándoles sentido. Esto refleja otras misiones como la misión Cassini a Saturno. Esa nave espacial fue enviada a su desaparición hace más de dos años, y los científicos aún están publicando nuevos documentos basados en sus datos.
"Aunque las operaciones de Rosetta terminaron hace más de tres años, todavía nos ofrece una cantidad increíble de nueva ciencia y sigue siendo una misión verdaderamente innovadora", agrega Matt Taylor, científico del proyecto Rosetta de la ESA.
“Estos estudios abordaron un par de preguntas abiertas en la ciencia de los cometas: por qué los cometas se agotan en nitrógeno y de dónde obtuvieron su material. Descubrimientos inspiradores como estos nos ayudan a comprender mucho más no solo los cometas en sí, sino también la historia, las características y la evolución de todo nuestro vecindario cósmico ”, dijo Taylor.
En un momento, la NASA estaba deliberando enviar su propia nave espacial a 67P. Se llamaba CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) y, como su nombre lo deja claro, traería una muestra de vuelta para su estudio. Eso hubiera sido asombroso. Pero esa misión fue uno de los dos finalistas en un proceso de selección de misión. La otra era la misión Dragonfly, que enviaría una nave de rotor a Titán, la luna de Saturno. En junio de 2019, la misión Dragonfly fue elegida sobre CAESAR.
La NASA actualmente no tiene misiones planificadas para cometas. Pero la ESA está planeando su misión Comet Interceptor. Será la primera misión visitar un cometa prístino que no haya visitado el Sistema Solar interior antes. Su objetivo exacto aún no ha sido elegido.
Más:
- Comunicado de prensa: CONSTRUYENDO BLOQUES DE VIDA EN EL COMET DE ROSETTA SUGERENCIA A LA COMPOSICIÓN DE SU LUGAR DE NACIMIENTO
- Documento de investigación: Evidencia de sales de amonio en el cometa 67P como explicación del agotamiento de nitrógeno en las cometas cometas.
- Documento de investigación: detección infrarroja de compuestos orgánicos alifáticos en un núcleo cometario
