En ny studie har avslöjat likheter och samband mellan vissa typer av kemikalier som finns på 30 olika kometer, som varierar kraftigt i sin övergripande sammansättning jämfört med varandra. Forskningen är en del av pågående undersökningar av dessa urkroppar, som innehåller material i stort sett oförändrat från solsystemets födelse för cirka 4,6 miljarder år sedan.

Genom att studera sammansättningen av disiga koma och svansar av dessa kometer, forskare fann att vissa kemiska isar på kometerna regelbundet skulle dyka upp i samverkan med andra kemikalier på ett korrelerat sätt, medan vissa andra kemikalier förekom eller saknades oberoende av andra. "Detta relaterar till hur kemikalierna lagras tillsammans eller sekvestreras i kärnan, eller kometens kropp, sa tidningens huvudförfattare, Neil Dello Russo, en rymdforskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.

Mängderna och sambanden mellan kemikalier som observeras i kometer kan hjälpa forskare att förstå mer om bildandet av vårt solsystem. "Vi vill studera förekomsten av dessa kemikalier eftersom kometer är ett fönster in i det avlägsna förflutna, och de kan berätta för oss hur de kemiska egenskaperna och förhållandena var i det tidiga solsystemet, " sa Dello Russo. Teamet studerade olika typer av enkla men rikliga kemikalier, inklusive flyktiga ämnen som vatten, metan, kolmonoxid och ammoniak. Observationer från jorden kan inte direkt upptäcka dessa kemikalier på kometernas kärna, men gaser, isar och korn som frigörs från kometen lämnar ett kemiskt spår som kan observeras i kometernas disiga koma och svansar.

Forskare studerade data som samlats in från 1997 till 2013, och inkluderade både kortperiodiska kometer (de som är lagrade runt Kuiperbältet bortom gasjätteplaneterna) och långperiodiska kometer (som bildades bland gasjättarna innan de kastades ut till det långt avlägsnare Oort-molnet). Studien jämförde den kemiska sammansättningen av kometerna uppmätt efter att de släpptes från dessa reservoarer och fann att även om varje komet har en unik kemisk signatur, kortperiodiska kometer är i genomsnitt mer utarmade på vissa kemikalier än långperiodiska kometer från Oorts moln.

Resultaten publicerades i novembernumret av Ikaros .

Studien använde jordbaserade högupplösta infraröda spektrometrar, som kan observera små skillnader i färg som avslöjar diagnostiska fingeravtryck av de kemikalier som finns i kometsvansar. Data från Near-Infrared Spectrometer (NIRSPEC) vid Keck 2-teleskopet vid W. M. Keck-observatoriet på Mauna Kea, Hawaii; den kryogena echellespektrometern (CSHELL) vid NASA:s infraröda teleskopanläggning på Mauna Kea; den infraröda kameran och spektrografen vid Subaru-teleskopet, även på Mauna Kea; och den CRyogenic högupplösta InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) spektrometern vid VLT-teleskopet vid Cerro Paranal, Chile, var använda. Dello Russo förklarade att denna forskning endast möjliggjordes på grund av de senaste genombrotten inom infraröda spektrometrar:"Under de senaste 20 åren, tekniska framsteg har verkligen gjort det möjligt att exakt detektera flyktiga kemikalier i kometer, och att göra det för kometer som är svagare och längre bort än tidigare möjligt. Det gjorde det möjligt för oss att studera en tillräckligt stor grupp kometer för att notera och undersöka betydande trender."

Dello Russo sa att studier som dessa behövs för att utöka vad forskarna vet om kometernas natur och historia, hur kometisar är relaterade, och hur de lagras i och frigörs från kärnan. "Kometer är väldigt olika, " sa han. "När NASA eller ESA skickar ett uppdrag till en komet, vi kan lära oss en enorm mängd detaljer om den specifika kometen. Vad vår forskning gör är att placera dessa fynd i det större kemiska sammanhanget för den totala kometpopulationen. Vi kan hjälpa till att svara på var en enskild komet passar in i populationen av kometer."