Анализ данных, полученных с аппарата «Розетта», указывает на то, что кометная органика сформировалась ещё до образования Солнечной системы.
Кометы, прилетающие к нам с окраин Солнечной системы, — вовсе не такие простые объекты для исследований. Если упавшие на Землю метеориты можно отыскать и изучить в лаборатории, то с кометами такой фокус не пройдёт: состоящие из рыхлой пыли и льда, они в большинстве случае разрушатся ещё в атмосфере, окружающей нашу планету. Поэтому, чтобы исследовать вещество кометы в её первоначальном виде, астрономам нужно не ждать, когда комета прилетит к ним в гости, а самим отправиться на встречу с космической странницей. В 1986 году, когда жители Земли в очередной раз наблюдали на небе комету Галлея, целая армада космических аппаратов устремилась ей вдогонку, надеясь «поймать» комету за хвост. С помощью химических анализаторов — масс-спектрометров — тогда удалось определить приблизительный химический состав кометного хвоста, но их чувствительности не хватило, чтобы определить, что это конкретно были за вещества. Однако стало ясно, что на кометах есть органика.
Органикой химики называют такие химические вещества, молекулы которых содержат атомы углерода, связанные с другими химическими элементами. Это могут быть как небольшие молекулы вроде простейших углеводородов или спиртов, так и намного более сложные. И самое главное, «органика» совсем не обязательно имеет биологическое происхождение: органические молекулы могут образовываться из неорганических веществ и реагировать друг с другом без какого-то бы ни было участия жизни.
Так что органика в космосе не такая уж и редкость. На необъятных просторах нашей Галактики астрономы с помощью спектроскопии уже обнаружили более 260 органических молекул, включая аминокислоты — кирпичики, из которых строятся белки. На упавших на Землю метеоритах находили нуклеиновые кислоты — генетические «буквы», из которых состоят «настоящие» биомолекулы РНК и ДНК. Кометы в этом плане — ещё более интересные объекты для поиска органики. Они, как своего рода космические холодильники, могут хранить в себе химический «снимок» межзвёздного вещества, каким оно было на заре формирования Солнечной системы и даже раньше. Поэтому большие ожидания учёные возлагали на космический зонд «Розетта», который в 2014 году добрался до кометы 67P/Чурюмова — Герасименко. И собранные зондом за два года пребывания рядом с кометой данные не перестают радовать учёных даже спустя годы.
Как пишут исследователи в недавно опубликованной статье в Nature Communications, им удалось на основе анализа данных, полученных с масс-спектрометра «Розетты» определить целую группу органических молекул, ранее в кометах не встречавшихся. Но даже это не самое интересное. Учёных больше интересовало, как это органическое молекулярное разнообразие оказалось на комете. Согласно одной гипотезе регистрируемое в кометных хвостах многообразие органических молекул образуется вследствие химических реакций, которые протекают непосредственно на самой комете. Приближаясь к Солнцу, вещество на поверхности кометы нагревается, облучается светом и потоком солнечного ветра, что благоприятствует протеканию сложных химических реакций. По другой гипотезе – большая часть наблюдаемого химического «коктейля» уже была на комете с момента её образования, и во время недолгой «хвостатой» фазы вблизи Солнца комета по большей части только «достаёт из морозильника» свои органические запасы.
Масс-спектрометрические данные, полученные при изучении кометы Галлея, не позволили ответить на этот вопрос, однако более точные результаты анализа состава хвоста кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, похоже, указывают на второй вариант. Химический и элементный состав кометной органики оказался практически идентичным той органике, которая есть на изученных метеоритах или, например, в составе колец Сатурна. Другими словами, органические вещества на разных объектах Солнечной системы — кометах, метеоритах или планетах — вероятнее всего попали туда из одного и того же источника и были в космическом пространстве ещё до образования Солнца и планет. А значит, «органическое прошлое» Солнечной системы намного разнообразнее, чем мы себе представляли ранее, и кометы могут рассказать нам, каким оно в действительности было.
Автор: Максим Абаев