Комети, як «смажене» морозиво. Секрети кометної матерії

Комети можуть бути дуже дивними. І вони постійно прагнуть прийняти більш вигадливі обриси.

Візьмемо для прикладу комету 67Р / Чурюмова -Герасіменко. Цей шматок каменю і льоду шириною в 3 милі зайшов на орбіту Європейського космічного корабля Розетта в вересні. Його запах жахливий, його звучання нагадує дивну пісню, що лунає на радіохвилях, його колір набагато темніше вугілля, що абсолютно не відповідає попередніми очікуваннями.

Однак тепер вчені з Лабораторії реактивного руху NASA (JPL) і Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) в Пасадені (штат Каліфорнія) визначили ще одну рису комет з «дивного списку». Йдеться про форму, що нагадує лопатку для морозива.

«Кора комети складається з кристалічного льоду, а її внутрішня частина є більш пористої і холодної», – зазначив Мурта Гадпейт, співробітник Лабораторії реактивного руху, співавтор недавнього дослідження, результати якого опубліковані в журналі «The Journal of Physical Chemistry». – «Органіку же можна порівняти з фінальним шаром шоколаду на самій верхівці пломбіру».

Група дослідників з Каліфорнійського технологічного інституту під керівництвом Антті Лінелл провела ряд незвичайних експериментів. Зокрема, вони використовували лабораторну морозильну камеру «Гімалаї», за допомогою якої були відтворені умови формування льоду на кометі у відкритому космосі. Було виявлено, що пухнастий лід на поверхні комети кристалізується і твердне в міру наближення комети до Сонця. Ці висновки озвучені в прес-релізі NASA.

При формуванні водно-крижаного кристала інші вуглецеві молекули, з надлишком містяться в космосі, створюють хрустку скоринку з тонким шаром органічних матеріалів.

У своїх лабораторних експериментах Лінелл і Гадпейт вивчали як водяна пара змішується з молекулами інших речовин, присутніх на поверхні комет. У їх числі поліциклічні ароматичні вуглеводні або ПАУ. Швидка заморозка до температури 30 градусів Кельвіна (-243?С або -405 градусів за Фаренгейтом) неможлива в природних умовах Землі. Однак в космосі ці процеси не перериваються ні на хвилину. Водяна пара миттєво замерзає, утворюючи «аморфний лід» – світле, пухнасте, пориста речовина, що нагадує тверду цукрову вату або аерогель ( «замерзлий дим»).

 Для імітації процесів, що відбуваються на кометі при її наближенні до Сонця, Лінелл і Гадпейт нагрівали макет комети до 150 градусів Кельвіна (-123?С або -190 градусів за Фаренгейтом). Це дозволило змоделювати нескоторие вельми цікаві хімічні реакції.

«Під час нагрівання лід почав активно кристалізуватися, виганяючи з себе частинки ПАУ», – сказала Лінелл, – «Можливо, тут ми вперше спостерігаємо молекули кластеризації в момент фазового переходу льоду. Безумовно, це відкриття має величезне значення для фізики і хімії льоду ».

«Те, що ми спостерігаємо в лабораторних умовах – кристалічну кірку комети з верхнім органічним шаром – повністю відповідає тим моделям, які були збудовані в процесі спостережень за космічним простором», – зазначив Гадпейт, – «Тут найбільш точною метафорою стане« Жарнов морозиво », оскільки температура аморфного льоду всередині комети вкрай низька, а його структура носить характерний пористий пористий характер ».

При порівнянні всіх проведених досліджень і експериментів були зроблені однозначні висновки про те, що внутрішню матерію комет складає пористий лід, в той час як поверхня космічних тіл вистилає кристалізована кірка. Крім того, дані експерименти дозволили скласти уявлення про органічну історії нашої планети. Прийнято вважати, що саме комети доставили на Землю речовини, необхідні для виникнення життя. Саме тому вивчення речовин в кометних ядрах дозволить з певною точністю встановити механізми появи органічного життя на нашій планеті.

«Так приємно думати про те, як далеко ми просунулися в розумінні суті комет. Майбутні місії розробляються для того, щоб доставити на Землю зразки кометної холодної матерії. Це дозволить нам повною мірою розкрити сексет космічного життя », – зробив висновок Гадпейд.

Ссылка на основную публикацию