Por que há tão pouco nitrogênio no cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Essa é uma pergunta que os cientistas se perguntaram quando analisaram os dados da sonda Rosetta da ESA. Na verdade, é uma pergunta que eles se fazem toda vez que medem os gases no coma de um cometa. Quando Rosetta visitou o cometa em 2014, ele mediu os gases e descobriu que havia muito pouco nitrogênio.
Em dois novos artigos publicados na Nature Astronomy, os pesquisadores sugerem que o nitrogênio não está realmente faltando, está apenas oculto nos blocos de construção da vida.
O Rosetta foi lançado em 2004 e levou 10 anos para atingir seu objetivo, o Cometa 67P. Ele passou cerca de dois anos estudando-o antes de terminar sua missão colidindo com o cometa. Rosetta também enviou o sonda Philae para a superfície e, apesar de uma aterrissagem difícil que prejudicou sua missão, a sonda ainda conseguiu tirar imagens da superfície do cometa.
Isso foi há três anos e os cientistas ainda estão trabalhando nos dados.
"Embora as operações da Rosetta tenham terminado há mais de três anos, ainda está nos oferecendo uma quantidade incrível de novas ciências e continua sendo uma missão verdadeiramente inovadora".
Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.
Os cometas são basicamente bolas de gelo, e quando o cometa 67P se aproximou do Sol, o material sublimado pelo calor do cometa entra em coma, uma bolha gasosa e nebulosa que circunda o cometa. Quando Rosetta analisou o coma, ele continha as quantidades esperadas de produtos químicos como oxigênio e carbono, mas estava sem nitrogênio.
"A razão por trás dessa depleção de nitrogênio permaneceu uma grande questão em aberto na ciência dos cometas", disse Kathrin Altwegg, da Universidade de Berna, Suíça, pesquisadora principal do espectrômetro Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) e principal autor de um estudo. novo estudo.
Quando confrontados com esse nitrogênio ausente no passado, os cientistas pensaram que N2 (nitrogênio molecular) era muito volátil para condensar no gelo do cometa quando o cometa se formou. Outra explicação possível é que ela pode ter sido perdida durante a vida útil de aproximadamente 4,6 bilhões de anos do Sistema Solar. Mas esses novos estudos apresentam evidências que desconsideram essas explicações.
"Usando observações ROSINA do cometa 67P, descobrimos que esse nitrogênio" ausente "pode de fato estar ligado a sais de amônio difíceis de detectar no espaço", disse Altwegg em comunicado à imprensa.
"Encontrar sais de amônio no cometa é extremamente empolgante do ponto de vista da astrobiologia."
Kathrin Altwegg, Pesquisadora Principal, Espectrômetro Rosetta Orbiter para Análise de Íons e Neutros (ROSINA)
Um dos novos trabalhos é intitulado "Evidência de sais de amônio no cometa 67P como explicação para a depleção de nitrogênio no coma cometário". O nitrogênio volátil no coma de um cometa é geralmente transportado no NH3 (Amônia) e HCN (cianeto de hidrogênio.) A amônia pode combinar-se facilmente com outros ácidos como HCN, HNCO (ácido isocianico) e HCOOH (ácido fórmico) para formar sais de amônio. Os sais de amônio são encontrados nas baixas temperaturas no gelo do cometa e no meio interestelar.
Os sais de amônio podem desempenhar um papel fundamental nos blocos de construção da vida. Eles são considerados os precursores da vida e são os compostos iniciais de moléculas mais complexas, como a uréia e o aminoácido glicina. Mas eles são difíceis de detectar no espaço. Eles são voláteis e instáveis como um gás, e seu sinal infravermelho pode ser oculto e difícil de detectar.
A idéia de que os cometas contêm os blocos de construção da vida e desempenham algum tipo de papel na propagação deles por todo o Sistema Solar é antiga. Nos seus primeiros anos, a Terra foi bombardeada por cometas que trouxeram água - e provavelmente os blocos de construção - para a Terra. Em 2016, essa ideia foi reafirmada quando Rosetta descobriu glicina e fósforo no coma de 67P.
Essa idéia é conhecida como "panspermia molecular" e diz que os blocos de construção da vida foram forjados no espaço e incorporados à nebulosa solar. À medida que os planetas se condensavam a partir dessa nebulosa, esses blocos de construção seguiam adiante. Eles também foram distribuídos por todo o Sistema Solar continuamente por cometas e outros corpos.
"Encontrar sais de amônio no cometa é extremamente empolgante do ponto de vista da astrobiologia", acrescentou Altwegg. "Esta descoberta destaca o quanto podemos aprender com esses intrigantes objetos celestes".
Houve alguns momentos dramáticos por trás dessa descoberta para Altwegg e os outros cientistas. Eles usaram dados da aproximação mais próxima de Rosetta ao cometa, quando ele estava a apenas 1,9 km (1,18 mi) acima dele, bem dentro do coma empoeirado e nebuloso. Colocar a sonda nessa posição era uma manobra arriscada e eles não podiam se comunicar com Rosetta na época.
"Devido ao ambiente empoeirado no cometa e à rotação da Terra, não conseguimos comunicar prontamente com Rosetta através de nossas antenas na época e tivemos que esperar até a manhã seguinte para restabelecer nosso vínculo de comunicação", disse Altwegg. Comunicado de imprensa.
“Nenhum de nós dormiu bem naquela noite! Mas Rosetta e ROSINA acabaram se comportando perfeitamente, medindo na perfeição os espectros de massa mais abundantes e mais diversos de todos os tempos e revelando muitos compostos que nunca vimos no 67P antes. ”
O segundo novo estudo é intitulado "Detecção por infravermelho de compostos orgânicos alifáticos em um núcleo de cometa". A autora principal é Andrea Raponi, do INAF, Instituto Nacional de Astrofísica da Itália. Ele está centrado nos dados coletados com o instrumento Espectrômetro de imagem térmica por infravermelho visível e infravermelho (VIRTIS) da Rosetta.
Nesse artigo, os pesquisadores apresentam a descoberta de compostos orgânicos alifáticos no 67P. Eles são cadeias de hidrogênio e carbono e também são blocos de construção da vida. É a primeira vez que esses compostos orgânicos são encontrados na superfície do núcleo de um cometa.
"De onde - e quando - esses compostos alifáticos vieram é extremamente importante, pois são considerados blocos de construção essenciais da vida como a conhecemos", explicou o principal autor Raponi.
"A origem de material como esse encontrado nos cometas é crucial para a nossa compreensão não apenas do nosso Sistema Solar, mas também dos sistemas planetários em todo o Universo", disse Raponi.
Panspermia molecular confirmada?
Esses blocos alifáticos não foram formados no próprio cometa. Os cientistas pensam que se formaram no meio interestelar, ou no jovem Sol ainda em formação.
“Descobertas inspiradoras como essas nos ajudam a entender muito mais sobre não apenas os cometas, mas também a história, as características e a evolução de todo o nosso bairro cósmico.”
Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA
Os autores do segundo artigo também encontraram fortes semelhanças de composição entre 67P e outros objetos externos do Sistema Solar, ricos em carbono.
"Descobrimos que o núcleo do cometa 67P tem uma composição semelhante ao meio interestelar, indicando que o cometa contém material pré -olar inalterado", diz o co-autor do estudo Fabrizio Capaccioni, também do INAF e principal pesquisador do VIRTIS.
"Essa composição também é compartilhada por asteróides e alguns meteoritos que encontramos na Terra, sugerindo que esses corpos rochosos antigos prendiam vários compostos da nuvem primordial que formaram o Sistema Solar".
"Isso pode significar que pelo menos uma fração dos compostos orgânicos no início do Sistema Solar veio diretamente do meio interestelar mais amplo - e, portanto, outros sistemas planetários também podem ter acesso a esses compostos", acrescenta Raponi.
Mesmo que a missão Rosetta tenha terminado há mais de três anos, quando a nave espacial foi lançada contra o cometa, os cientistas ainda estão vasculhando os dados e fazendo sentido. Isso reflete outras missões, como a missão Cassini para Saturno. Essa sonda foi enviada a seu fim há mais de dois anos, e os cientistas ainda estão publicando novos documentos com base em seus dados.
"Embora as operações da Rosetta tenham terminado há mais de três anos, ainda está nos oferecendo uma quantidade incrível de novas ciências e continua sendo uma missão verdadeiramente inovadora", acrescenta Matt Taylor, cientista do projeto Rosetta da ESA.
“Esses estudos abordaram algumas questões em aberto na ciência dos cometas: por que os cometas estão esgotados em nitrogênio e de onde eles tiraram seu material. Descobertas inspiradoras como essas nos ajudam a entender muito mais não apenas os cometas, mas também a história, as características e a evolução de todo o nosso bairro cósmico ”, afirmou Taylor.
Em um ponto, a NASA estava deliberando enviando sua própria espaçonave para o 67P. Chamava-se CAESAR (retorno de amostra da exploração de cometas em astrobiologia) e, como o nome deixa claro, ia trazer uma amostra de volta para estudo. Isso seria incrível. Mas essa missão foi uma das duas finalistas em um processo de seleção de missões. A outra era a missão Dragonfly, que enviaria uma embarcação de rotor para a lua de Saturno, Titã. Em junho de 2019, a missão Dragonfly foi escolhida em vez do CAESAR.
Atualmente, a NASA não tem missões planejadas para cometas. Mas a ESA está planejando sua missão Comet Interceptor. Será a primeira missão a visitar um cometa primitivo que nunca havia visitado o Sistema Solar interno antes. O destino exato ainda não foi escolhido.
Mais:
- Comunicado à imprensa: CONSTRUINDO BLOCOS DE VIDA VISITADOS NO COMET DE ROSETTA DICA À COMPOSIÇÃO DE SEU NASCIMENTO
- Artigo: Pesquisa de sais de amônio no cometa 67P como explicação para a depleção de nitrogênio no coma cometário
- Trabalho de Pesquisa: Detecção por infravermelho de compostos orgânicos alifáticos em um núcleo cometário
