V-kosmose.com

Кометы, как «жареное» мороженное. Секреты кометной материи

Кометы могут быть очень странными. И они постоянно стремятся принять более причудливые очертания.

Возьмем для примера комету 67Р/Чурюмова -Герасименко. Этот кусок камня и льда шириной в 3 мили зашел на орбиту Европейского космического корабля Розетта в сентябре. Его запах ужасен, его звучание напоминает странную песню, звучащую на радиоволнах, его цвет намного темнее угля, что абсолютно не соответствует предварительным ожиданиям.

Однако теперь ученые из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) и Калифорнийского технологического института (Caltech) в Пасадене (штат Калифорния) определили еще одну черту комет из «странного списка». Речь идет о форме, напоминающей лопатку для мороженого.

«Кора кометы состоит из кристаллического льда, а ее внутренняя часть является более пористой и холодной», - отметил Мурта Гадпейт, сотрудник Лаборатории реактивного движения, соавтор недавнего исследования, результаты которого опубликованы в журнале «The Journal of Physical Chemistry». – «Органику же можно сравнить с финальным слоем шоколада на самой верхушке пломбира».

Группа исследователей из Калифорнийского технологического института под руководством Антти Линелл провела ряд необычных экспериментов. В частности, они использовали лабораторную морозильную камеру «Гималаи», с помощью которой были воспроизведены условия формирования льда на комете в открытом космосе. Было обнаружено, что пушистый лед на поверхности кометы кристаллизуется и затвердевает по мере приближения кометы к Солнцу. Эти выводы озвучены в пресс-релизе NASA.

При формировании водно-ледяного кристалла другие углеродные молекулы, с избытком содержащиеся в космосе, создают хрустящую корочку с тонким слоем органических материалов.

В своих лабораторных экспериментах Линелл и Гадпейт изучали как водяной пар смешивается с молекулами других веществ, присутствующих на поверхности комет. В их числе полициклические ароматические углеводороды или ПАУ. Быстрая заморозка до температуры 30 градусов Кельвина (-243˚С или -405 градусов по Фаренгейту) невозможна в естественных условиях Земли. Однако в космосе эти процессы не прерываются ни на минуту. Водяной пар мгновенно замерзает, образуя «аморфный лед» - светлое, пушистое, пористое вещество, напоминающее твердую сахарную вату или аэрогель («замерзший дым»).

 Для имитации процессов, происходящих на комете при ее приближении к Солнцу, Линелл и Гадпейт нагревали макет кометы до 150 градусов Кельвина (-123˚С или -190 градусов по Фаренгейту). Это позволило смоделировать нескоторые весьма интересные химические реакции.

«Во время нагревания лед начал активно кристаллизоваться, изгоняя из себя частицы ПАУ», - сказала Линелл, - «Возможно, здесь мы впервые наблюдаем молекулы кластеризации в момент фазового перехода льда. Безусловно, это открытие имеет огромное значение для физики и химии льда».

«То, что мы наблюдаем в лабораторных условиях – кристаллическую корку кометы с верхним органическим слоем – полностью соответствует тем моделям, которые были выстроены в процессе наблюдений за космическим пространством», - отметил Гадпейт, - «Здесь наиболее точной метафорой станет «жарное мороженное», поскольку температура аморфного льда внутри кометы крайне низка, а его структура носит характерный пористый пористый характер».

При сравнении всех проведенных исследований и экспериментов были сделаны однозначные выводы о том, что внутреннюю материю комет составляет пористый лед, в то время как поверхность космических тел выстилает кристаллизованная корка. Кроме того, данные эксперименты позволили составить представление об органической истории нашей планеты. Принято считать, что именно кометы доставили на Землю вещества, необходимые для возникновения жизни. Именно поэтому изучение веществ в кометных ядрах позволит с определенной точностью установить механизмы появления органической жизни на нашей планете.

«Так приятно думать о том, как далеко мы продвинулись в понимании сути комет. Будущие миссии разрабатываются для того, чтобы доставить на Землю образцы кометной холодной материи. Это позволит нам в полной мере раскрыть сексеты космической жизни», - сделал вывод Гадпейд.