«Розетта» обнаружила молекулярный кислород в коме кометы
В коме кометы Чурюмова-Герасименко путем прямых измерений космической станцией «Розетта» найден молекулярный кислород, впервые в исследовании комет.
В составе нейтральных газов ком большинства комет доминируют водяной пар (H2O), угарный (CO) и углекислый (CO2) газы, обычно составляющие 95% общей плотности газового облака. Кроме того, в комах комет были обнаружены соединения других химических элементов, включая соединения серы и сложные углеводороды. Однако молекулярный кислород (O2) никогда прежде в комах комет не детектировался.
Еженедельник Nature опубликовал анализ 3193 масс-спектров вещества комы кометы Чурюмова-Герасименко. Спектры получены в период с сентября 2014 по март 2015 года с помощью масс-спектрометра ионов и нейтральных частиц аппарата «Розетта» (ROSINA – Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis).
Благодаря высокой разрешающей силе и чувствительности инструмента ROSINA впервые удалось однозначно различить сигналы трех основных химических соединений с близкими значениями отношения массы к заряду: молекулярного кислорода (O2), атомарной серы (S) и метанола (CH3OH). Подобная разрешающая способность ранее никогда не достигалась ни в исследованиях комет на месте, ни в дистанционном зондировании комет.
Обнаружение молекулярного кислорода в коме кометы, да еще в довольно большом количестве (3,8% относительно числа молекул воды в коме) стало для исследователей неожиданностью. Молекулярный кислород активно вступает в соединения с другими веществами, по этой причине найти его в свободном (молекулярном) состоянии вне Земли – редкость. В Солнечной системе молекулярный кислород был обнаружен на ледяных спутниках Юпитера и Сатурна. За пределами нашей звездной системы молекулярный кислород регистрировали лишь в двух межзвездных облаках в крайне низком относительном содержании.
По мере приближения «Розетты» к ядру кометы молекулы кислорода детектировались все чаще, причем частота детектирования была обратно пропорциональна квадрату расстояния от ядра кометы. Эта закономерность указывает, что молекулярный кислород содержится в ядре кометы. Количество обнаруженных молекул кислорода коррелирует с количеством молекул воды. Можно предположить, что они имеют общий источник происхождения в ядре кометы и что механизм их эмиссии связан.
Молекулярный кислород может образовываться при распаде кислородсодержащих соединений, находящихся на поверхности ядра кометы, под действием излучения (фотолиз) или заряженных частиц (радиолиз), однако исследователи отметили, что объяснить распадом столь обильное число молекул кислорода в коме не удается. Кроме того, обнаружена независимость отношения числа детектируемых в коме молекул кислорода к числу молекул воды от условий освещения.
По мнению исследователей, обнаруженный в коме молекулярный кислород содержится во всем объеме ядра кометы и является первичным. Он существовал в свободном состоянии в эпоху образования Солнечной системы и был включен в комету при ее формировании.
По материалам Nature
28 октября 2015
Статьи по теме:
