• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Subaru-teleskopet detekterar det mellaninfraröda emissionsbandet från komplexa organiska molekyler i kometen 21P/Giacobini-Zinner

    Figur 1:Kometer är orörda rester från det tidiga solsystemet. Kometer är mestadels gjorda av is och damm, men är också kända för att vara rika på organiskt material. Om "komplexa" organiska molekyler som aminosyror anrikas på kometer och meteoroider av kometursprung, meteorskurarna kan ha levererat vatten och komplexa organiska material till den antika jorden. Kredit:Kyoto Sangyo University

    Med hjälp av den kylda mellaninfraröda kameran och spektrometern (COMICS) på Subaru-teleskopet, astronomer har upptäckt ett oidentifierat infrarött emissionsband från kometen 21P/Giacobini-Zinner (hädanefter, kometen 21P/G-Z) utöver de termiska utsläppen från silikat- och kolkorn. Dessa oidentifierade infraröda utsläpp beror sannolikt på komplexa organiska molekyler, både alifatiska och aromatiska kolväten, förorenad av N- eller O-atomer. Med tanke på egenskaperna hos damm och organiska molekyler, kometen 21P/G-Z kan ha sitt ursprung från den cirkumplanetära skivan på en jätteplanet (som Jupiter eller Saturnus) där det var varmare än de typiska kometbildande regionerna.

    Kometen 21P/G-Z är en komet från Jupiterfamiljen med en omloppstid på cirka 6,6 år och tros vara moderkroppen till Oktober Draconids meteorregn. Jämfört med andra kometer, denna komet är märklig när det gäller dess flyktiga innehåll (utarmat i kolkedjemolekyler, NH2, och mycket flyktiga arter) och egenskaperna hos dess dammkorn, och är kategoriserad som "G-Z-typ" (~6% av undersökta kometer). Baserat på tidigare studier, det föreslogs att kometen 21P/G-Z har sitt ursprung i en annan region än andra kometer, men vi hade ingen information om den specifika regionen i den protoplanetära skivan. En negativ trend av linjär polarisation i det optiska våglängdsområdet rapporteras också för stoftkontinuumet för kometen 21P/G-Z. Det föreslås att denna negativa våglängdsgradient av polarisation kan förklaras av ett högre innehåll av organiskt material i dammkornen av 21P/G-Z. Om komplexa organiska molekyler som aminosyror anrikas i kometen 21P/G-Z och i oktoberdrakonidernas meteoroider, denna meteorregn kan ha levererat komplexa organiska material till den antika jorden. Dock, komplexa högmolekylära organiska molekyler har aldrig upptäckts tydligt i kometer, förutom i kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko genom mätningarna på plats av rymdfarkosten Rosetta. Hur mycket och hur komplex av organiska molekyler som finns i kometen 21P/G-Z är fortfarande en öppen fråga.

    Ett team av astronomer från Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (ISAS/JAXA), Kyoto Sangyo University (KSU), National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), och Okayama University of Science (OUS) genomförde medelinfraröda spektroskopiska och avbildningsobservationer av kometen 21P/G-Z med hjälp av COMICS den 5 juli, 2005 (när kometen var 1,04 au från solen, nära dess perihelion). Det erhållna spektrumet av kometen 21P/G-Z visar emissionstoppar för kristallina silikatkorn, som vanligtvis också ses hos många andra kometer. Förutom dessa silikategenskaper, forskarna fann att spektrumet av kometen 21P/G-Z uppvisar oidentifierade infraröda emissionsegenskaper, som skulle kunna hänföras till en blandning av alifatiska och aromatiska kolväten (såsom polycykliska aromatiska kolväten eller hydrerade amorfa kol förorenade av N- eller O-atomer).

    Comet 21P/G-Z är berikad med komplexa organiska molekyler. Anrikningen av komplexa organiska molekyler kräver en varm temperatur eller högenergetisk partikelmiljö runt kometen i den tidiga solnebulosan. Närvaron av dessa komplexa organiska molekyler tyder på att kometen 21P/G-Z härstammar från en varmare region i den protoplanetära skivan än den typiska kometbildande regionen. Med tanke på att den härledda massfraktionen av kristallina silikater i kometen 21P/G-Z är typisk för kometer, vi föreslår att kometen härstammar från den cirkumplanetära skivan på en jätteplanet (som Jupiter eller Saturnus) där den var varmare än den typiska kometbildande regionen (5–30 au från solen) och var lämplig för bildandet av komplexa organiska molekyler . Kometer från cirkumplanetära skivor kan vara berikade med komplexa organiska molekyler, liknande kometen 21P/G-Z, och kan ha tillhandahållit prebiotiska molekyler till den antika jorden genom direkta nedslag eller meteorregn.

    • Figur 2:Kometen 21P/Giacobini-Zinner observerad i optiken den 22 augusti, 2018. Kredit:Michael Jaeger

    • Figur 3:Blackbody normaliserade mellaninfraröda spektra av kometer. Spektrumet för kometen 21P/G-Z (svarta fyllda cirklar) skiljer sig från andra kometer, och uppvisar oidentifierade funktioner för infraröd emission. Funktionerna vid ~8,2 mikron, ~8,5 mikron, och ~11,2 mikron kan tillskrivas PAH (eller HAC) kontaminerade av N- eller O-atomer, även om en del av funktionen vid ~11,2 mikron kommer från kristallint olivin. Funktionen vid ~9,2 mikron kan härröra från alifatiska kolväten. Kredit:Ootsubo et al.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com