Изучение причудливой кометы 45P⁠⁠

Наблюдения за кометой 45P с помощью инфракрасного телескопа NASA «Infrared Telescope Facility» (IRTF), сближавшейся с Землей в начале 2017 года, позволили исследователям получить важные данные о содержании льдов у семейства комет Юпитера и показать, что 45P отличается от всех ранее изученных «ледяных путешественниц».

«Все кометы хранят уникальную информацию о составе ранней Солнечной системы, но некоторые из них содержат более полную картину, чем другие», – рассказывает Майкл ДиСанти, ведущий автор исследования из Центра космических полетов NASA им. Годдарда.

С помощью спектрографа iSHELL с высоким разрешением на IRTF команда астрономов измерила концентрации девяти газов, вырывающихся с поверхности кометы при таянии льдов и образующих тонкую атмосферу (кому). Некоторые из них являются строительными блоками для аминокислот, сахаров и других биологически значимых молекул. Особый интерес представляли монооксид углерода и метан, которые довольно трудно идентифицировать у комет Юпитера.

Наблюдения в течение двух дней в начале января 2017 года (вскоре после ближайшего подхода 45P к Солнцу) позволили исследователям измерить концентрацию льдов из воды, угарного газа, метана и других элементов. Однако, несмотря на то, что полученный молекулярный коктейль помог заполнить некоторые пробелы в знаниях о кометах, он поднял несколько новых вопросов.

Результаты показали низкое содержание на поверхности 45P замороженной окиси углерода, что само по себе не является сюрпризом, так как она ускользает в космос при сближении с Солнцем. Удивительным оказалось большое количество метана, который, как и монооксид углерода, должен был практически улетучится. Это делает 45P одной из редких комет, содержащих больше метана, чем окиси углерода.

Исследователи предполагают, что метан попал в ловушку другого льда, задерживаясь на комете. При этом они не исключают, что окись углерода может взаимодействовать с водородом с образованием метанола. Команда обнаружила, что 45P имеет повышенную долю замороженного метанола, что наталкивает ученых на очередной вопрос. Если метанол находился в зернах изначального льда еще до образования 45P, то комета всегда была такой. С другой стороны, уровни монооксида углерода и метанола в коме могли со временем изменится, поскольку кометы семейства Юпитера больше времени проводили у Солнца, чем кометы Облака Оорта.

«Мы подобны археологам, изучающим древние артефакты, чтобы понять прошлое. Мы хотим отличить первоначальные кометы. По сути отделить исторические реликвии от более поздних предметов», – сказал Бончо Бонев, второй автор статьи.

Сейчас команда собирается выяснить, насколько типичны их результаты для подобных комет. 45P была первой из пяти таких короткопериодических комет, которые доступны для изучения в 2017 и 2018 годах. По пятам 45P шли кометы 2P и 41P. Следующим летом и осенью к нам приблизится 21P, а позже прибудет 46P, которая, как ожидается, останется в пределах 16 миллионов километров от Земли в течение большей части декабря 2018 года.

«Это новаторское исследование расширяет наши знания о молекулярных соединениях, сосуществующих в ядрах комет семейства Юпитера, и о различиях, возникших после частых сближений с Солнцем», – заключила Фейт Вилас, директор солнечной и планетарной исследовательской программы Национального научного фонда (США).