Kometer är vår mest direkta länk till de tidigaste stadierna av solsystemets bildning och utveckling. Bara med några års mellanrum upptäcks en ny komet som gör sin första resa till det inre solsystemet från Oorts moln, en zon av isiga föremål som omsluter solsystemet. Sådana möjligheter ger astronomer en chans att studera en speciell klass av kometer.

Ombord på NASA:s flygande teleskop, Stratosfärobservatoriet för infraröd astronomi, eller SOFIA, ett team ledd av Charles Woodward från University of Minnesotas Minnesota Institute for Astrophysics observerade kometen C/2012 K1 (även kallad Pan-STARRS efter observatoriet som upptäckte den 2012), letar efter nya insikter i utvecklingen av det tidiga solsystemet.

Kometer som kommer från Oorts moln, som Comet C/2012 K1, förbli opåverkad av solens termiska uppvärmning och strålningsbearbetning. Den orörda naturen hos dessa kometer kan bevara ytmaterial vilket gör dem till idealiska mål för att observera gas- och dammpartikelsammansättningen.

"Comet C/2012 K1 är en tidskapsel av det tidiga solsystemets sammansättning, Woodward sa. "Varje möjlighet att studera dessa kroppar bidrar till vår förståelse av kometernas allmänna egenskaper och bildandet av små kroppar i vårt solsystem."

Teamet använde kort- och långvågskameror på den infraröda kameran för svaga föremål för SOFIA-teleskopet, FORCAST, att studera ljus som sänds ut från kometens koma:gas och damm som bildas runt en kometkärna när den värms upp av solen. Teamet använde observationerna för att härleda storleken och sammansättningen av dammkornen och för att identifiera och kategorisera deras termiska egenskaper.

Oväntat, dessa observationer avslöjade svaga silikatemissionsegenskaper från kometen, snarare än de förväntade starka silikategenskaperna som finns i några tidigare kometobservationer från Oort Cloud, inklusive kometen Hale-Bopps och studier utförda med Spitzer Space Telescope. Genom att analysera dessa silikatutsläpp och jämföra dem med termiska modeller, forskarna fastställde att komans dammkorn är stora och består till övervägande del av kol snarare än kristallint silikat. Denna komposition utmanar befintliga teoretiska modeller av hur Oorts molnkometer bildas.

"Kometer är gjorda av material som inte blev till planeter, så att studera dammet i dem kan hjälpa oss att förstå innehållet, ursprung, och utvecklingen av det tidiga solsystemet, inklusive processen att bilda steniga planeter, sa Woodward.

Medan uppdrag som Europeiska rymdorganisationens Rosetta-uppdrag, eller NASA:s Stardust-uppdrag gav direkt provtagning av kometmaterial, fjärrobservationer, som de som genomfördes ombord på SOFIA, ge forskare en möjlighet att förstå likheter och skillnader mellan olika typer av kometer.

"Styrkan hos kometen C/2012 K1:s silikategenskaper som observerats i mitten av infrarött med SOFIA har lagt grunden för vad vi har föreslagit för observationer med det kommande rymdteleskopet James Webb - för att studera ännu svagare mer avlägsna kometer, ", sa Woodward. "Jag tror att det kommer att bli en bra synergi mellan de två uppdragen, i målval och riktad uppföljning."

Denna studie publicerades i Astrofysisk tidskrift .