En av livets grundläggande byggstenar är kväve. Ett internationellt konsortium kunde detektera ammoniumsalt innehållande kväve på kometytan av Chury tack vare en metod som använder analoger för kometmaterial. Metoden som studien om detektion av ammoniumsalt bygger på har utvecklats vid universitetet i Bern.

Kometer och asteroider är föremål i vårt solsystem som inte har utvecklats så mycket sedan planeterna bildades. Som ett resultat, de är på sätt och vis solsystemets arkiv, och att bestämma deras sammansättning skulle också kunna bidra till en bättre förståelse av planeternas bildande.

Ett sätt att bestämma sammansättningen av asteroider och kometer är att studera solljuset som reflekteras av dem, eftersom materialen på deras yta absorberar solljus vid vissa våglängder. Vi pratar om en komets spektrum, som har vissa absorptionsegenskaper. VIRTIS (Synlig, Infraröd och termisk avbildningsspektrometer) ombord på den europeiska rymdorganisationens (ESA) rymdsond Rosetta kartlade ytan på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, känd som Chury för kort, från augusti 2014 till maj 2015. Data som samlats in av VIRTIS visade att kometytan är enhetlig nästan överallt när det gäller sammansättning:Ytan är mycket mörk och något röd till färgen, på grund av en blandning av komplex, kolhaltiga föreningar och ogenomskinliga mineraler. Dock, den exakta karaktären hos de föreningar som är ansvariga för de uppmätta absorptionsegenskaperna på Chury har varit svår att fastställa fram till nu.

Cometary analog gav lösningen på pusslet

För att identifiera vilka föreningar som är ansvariga för absorptionsegenskaperna, forskare under ledning av Olivier Poch från Institutet för planetologi och astrofysik vid Université de Grenoble Alpes genomförde laboratorieexperiment där de skapade kometanaloger och simulerade förhållanden liknande de i rymden. Poch hade utvecklat metoden tillsammans med forskare från Bern när han fortfarande arbetade vid University of Bern Physics Institute. Forskarna testade olika potentiella föreningar på kometanalogerna och mätte deras spektra, precis som VIRTIS-instrumentet ombord på Rosetta hade gjort med Churys yta. Experimenten visade att ammoniumsalter förklarar specifika egenskaper i Churys spektrum.

Antoine Pommerol från University of Bern Physics Institute är en av medförfattarna till studien, som nu publiceras i Vetenskap . Han förklarar:"Medan Olivier Poch arbetade vid universitetet i Bern, vi utvecklade gemensamt metoder och procedurer för att skapa repliker av ytorna på kometkärnor." Ytorna förändrades genom att sublimera isen på dem under simulerade rymdförhållanden. "Dessa realistiska laboratoriesimuleringar tillåter oss att jämföra laboratorieresultat och data som registrerats av instrumenten på Rosetta eller andra kometuppdrag. Den nya studien bygger på dessa metoder för att förklara den starkaste spektrala egenskapen som observerats av VIRTIS-spektrometern med Chury, " Pommerol fortsätter. Nicolas Thomas, Direktör för University of Bern Physics Institute och även medförfattare till studien, säger:"Vårt laboratorium i Bern erbjuder idealiska möjligheter att testa idéer och teorier med experiment som har formulerats på basis av data som samlats in av instrument på rymduppdrag. Detta säkerställer att tolkningarna av data verkligen är rimliga."

Vital byggsten "gömmer" sig i ammoniumsalter

Resultaten är identiska med de från Berns masspektrometer ROSINA, som också hade samlat in data om Chury ombord på Rosetta. En studie publicerad i Natur astronomi i februari var under ledning av astrofysikern Kathrin Altwegg den första att detektera kväve, en av livets grundläggande byggstenar, i kometernas dunkla täckning. Den hade "gömt" sig i Churys dunkla täckning i form av ammoniumsalter, vars förekomst inte har kunnat mätas förrän nu.

Även om den exakta mängden salt fortfarande är svår att uppskatta utifrån tillgängliga data, det är troligt att dessa ammoniumsalter innehåller det mesta av det kväve som finns i Chury-kometen. Enligt forskarna, resultaten bidrar också till en bättre förståelse av kväveutvecklingen i det interstellära rymden och dess roll i prebiotisk kemi.