Инфракрасный космический телескоп НАСА следит за десятками комет, в частности за газами, которые они выпускают.
Телескоп Wide-Field Infrared Survey Explorer, или WISE (Широкоугольный инфракрасный обзорный исследователь) обнаружил множество комет, которые проносятся через Солнечную Систему, отслеживая количество двуокиси углерода (CO2) и угарного газа (CO), извергающиемые в космос парниковыми эффектами, которые, как правило, трудно обнаружить с помощью наземных обсерваторий.
Миссия Neowise, которая стала приемником WISE, способна не только искать слабые инфракрасные сигналы далеких галактик и других таинственных явлений, но также умеет обнаруживать инфракрасные объекты в нашей Солнечной системе. После того, как в 2013 году иссякло криогенное топливо, которое использовалось для поддержания инструментов в холодном состоянии, ученые НАСА перезагрузили корабль, чтобы искать объекты, сближающиеся с Землей: астероиды или кометы, которые могут представлять угрозу для Земли.
Но космический корабль WISE / Neowise может гораздо больше, чем просто быть системой раннего предупреждения, он собирает ценные научные данные из отслеживаемых астероидах и комет.
В исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal, астрономы Neowise обнаружили, что процесс сублимации водяного льда на комете, который происходит по мере приближения к Солнцу, может уступать другому процессу – процессу сублимации молекул СО и СО2, который происходит в более отдаленных и холодных орбитах. СО и СО2 были основными молекулами в процессе формирования нашей Солнечной системы, и этот исконный лед заморожен в кометном материале и может быть изучен при прохождении комет через внутреннюю Солнечную систему.
И СО и СО2 находятся в изобилии в атмосфере Земли. СО2 является мощным парниковым газом, в то время как СО имеет сильные вторичные воздействия на формирование парниковых газов, поэтому обнаружение этих молекул за пределами Земли проблематично. Но космические обсерватории прекрасно подходят для исследования этих газов в процессе сублимации из комет.
"Впервые мы собрали так много статических данных об окиси углерода, которая испаряется в виде газа из кометы", - сказал Джеймс Бауэр, заместитель главного исследователя миссии Neowise из Лаборатории Реактивного Движения НАСА в Пасадене, Калифорния. "Мы обнаружили окись углерода на расстоянии четырех астрономических единиц (4x расстоянии от Земли до Солнца). Исследование показывает, что большинство газов, которые были использованы в процессе формирования Солнечной системы, были закреплены на кометах в течение миллиардов лет. Большинство комет, которые мы наблюдаем, имеют большие орбитальные периоды, более 200 лет, и проводят большую часть своего времени за пределами орбиты Нептуна".
По мере увеличения количества выбрасываемых двуокиси углерода, окиси углерода и частиц пыли, высокая доля летучих газов, таких как вода все равно остается главными движущимися силами. Но после удаления от Солнца эти летучие газы остаются инертными (в замороженном состоянии), в то время как СО и СО2 становятся главными движущими силами сублимации.
Это исследование Neowise может дополнить выводы Европейской миссии Розетта, которая в настоящее время находится на орбите кометы 67P / Чурюмов-Герасименко. Розетта была выведена на орбиту 67P с 2014 года и недавно пережила перигелий (точка максимального сближения с Солнцем), отслеживая концентрацию химических веществ.
Розетта обнаружила не только увеличение концентрации CO2 и водяного пара в коме 67P (в атмосфере кометы вокруг твердого ядра), она также засекла смесь из аммиака, метана, цианистого водорода и формальдегида. Все эти вещества были заперты во льдах кометы с момента её формирования.
Таким образом, астрономические исследования по Neowise и миссия Розетта не только помогают понять природу комет, они также проводят «археологические раскопки» периода становления нашей Солнечной системы.