Mengapa terdapat sedikit nitrogen dalam Komet 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Itulah soalan yang ditanyakan oleh para saintis kepada mereka sendiri ketika mereka melihat data dari kapal angkasa Rosetta ESA. Sebenarnya, itu adalah soalan yang mereka tanyakan pada diri mereka setiap kali mengukur gas dalam koma komet. Semasa Rosetta mengunjungi komet pada tahun 2014, ia mengukur gas dan mendapati terdapat sedikit nitrogen.
Dalam dua makalah baru yang diterbitkan dalam Nature Astronomy, para penyelidik mencadangkan bahawa nitrogen sama sekali tidak hilang, hanya tersembunyi di dalam blok kehidupan.
Rosetta dilancarkan pada tahun 2004 dan mengambil masa 10 tahun untuk mencapai sasarannya, Comet 67P. Ia menghabiskan kira-kira dua tahun untuk mempelajarinya sebelum mengakhiri misinya dengan menabrak komet. Rosetta juga mengirim pendaratan Philae ke permukaan, dan walaupun pendaratan yang sukar yang melumpuhkan misinya, pendarat masih dapat mengambil gambar dari permukaan komet.
Itu tiga tahun yang lalu, dan saintis masih mengusahakan data.
"Walaupun operasi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu, ia masih menawarkan sejumlah besar ilmu pengetahuan baru dan tetap menjadi misi yang sangat baru."
Matt Taylor, Saintis Projek Rosetta ESA.
Komet sebahagian besarnya adalah bebola ais, dan ketika Komet 67P menghampiri Matahari, bahan panas menyala dari komet menjadi koma, gumpalan kabur gas yang mengelilingi komet. Ketika Rosetta menganalisis koma, kandungan kimia yang diharapkan seperti oksigen dan karbon, tetapi habis nitrogen.
"Sebab di sebalik penipisan nitrogen ini masih menjadi persoalan terbuka dalam sains kometri," kata Kathrin Altwegg dari University of Bern, Switzerland, penyelidik utama instrumen Rosetta Orbiter Spectrometer untuk Analisis Ion dan Neutral (ROSINA) dan pengarang utama sebuah kajian baru.
Ketika berhadapan dengan nitrogen yang hilang ini pada masa lalu, para saintis berpendapat bahawa N2 (nitrogen molekul) terlalu mudah menguap untuk mengembun menjadi ais komet ketika komet terbentuk. Penjelasan lain yang mungkin adalah bahawa ia telah hilang selama kira-kira 4,6 bilion tahun seumur hidup Sistem Suria. Tetapi kajian baru ini menunjukkan bukti yang menolak penjelasan tersebut.
"Dengan menggunakan pemerhatian ROSINA terhadap Komet 67P, kami mendapati bahawa nitrogen 'yang hilang' ini sebenarnya dapat diikat dalam garam amonium yang sukar dikesan di angkasa," kata Altwegg dalam siaran pers.
"Mencari garam amonium di komet sangat menarik dari perspektif astrobiologi."
Kathrin Altwegg, Penyiasat Utama, Spektrometer Rosetta Orbiter untuk Analisis Ion dan Neutral (ROSINA)
Salah satu makalah baru berjudul "Bukti garam ammonium dalam komet 67P sebagai penjelasan mengenai penurunan nitrogen dalam komet komet." Nitrogen yang tidak menentu dalam koma komet umumnya dibawa ke NH3 (Ammonia) dan HCN (Hidrogen Cyanide.) Amonia dapat bergabung dengan mudah dengan asid lain seperti HCN, HNCO (Asid Isosianat) dan HCOOH (Asid Formik) untuk membentuk garam amonium. Garam amonium terdapat pada suhu rendah di ais komet dan di medium antarbintang.
Garam amonium dapat memainkan peranan penting dalam asas kehidupan. Mereka dianggap sebagai pendahulu kehidupan, dan merupakan sebatian permulaan untuk molekul yang lebih kompleks seperti urea dan glisin asid amino. Tetapi mereka sukar dikesan di luar angkasa. Mereka tidak stabil, dan tidak stabil seperti gas, dan isyarat inframerahnya dapat disembunyikan dan sukar dikesan.
Idea bahawa komet mengandungi asas kehidupan dan memainkan peranan dalam menyebarkannya ke seluruh Sistem Suria adalah idea lama. Pada tahun-tahun awalnya, Bumi dihujani komet yang membawa air - dan mungkin blok bangunan - ke Bumi. Pada tahun 2016 idea itu ditegaskan semula ketika Rosetta menemui glisin dan fosforus dalam koma 67P.
Idea ini dikenali sebagai 'panspermia molekul' dan mengatakan bahawa blok bangunan kehidupan ditempa di angkasa dan dimasukkan ke dalam nebula suria. Ketika planet keluar dari nebula itu, blok bangunan ini terus berjalan. Mereka juga diedarkan ke seluruh Sistem Suria secara berterusan oleh komet dan badan lain.
"Mencari garam amonium di komet sangat menarik dari perspektif astrobiologi," tambah Altwegg. "Penemuan ini menyoroti seberapa banyak yang dapat kita pelajari dari objek langit yang menarik ini."
Terdapat beberapa detik dramatik di sebalik penemuan ini untuk Altwegg dan saintis lain. Mereka menggunakan data dari pendekatan terdekat Rosetta ke komet, ketika jaraknya hanya 1.9 km (1.18 mi) di atasnya, berada di dalam koma yang kabur dan kabur itu sendiri. Menempatkan kapal angkasa pada posisi itu adalah manuver yang berisiko, dan mereka tidak dapat berkomunikasi dengan Rosetta pada masa itu.
"Kerana persekitaran berdebu di komet, dan putaran Bumi, kami tidak dapat berkomunikasi dengan Rosetta melalui antena kami pada waktu itu dan terpaksa menunggu hingga keesokan paginya untuk membina semula hubungan komunikasi kami," kata Altwegg dalam siaran akhbar.
“Tidak seorang pun dari kami tidur nyenyak malam itu! Tetapi kedua-dua Rosetta dan ROSINA akhirnya bertindak dengan sempurna, dengan sempurna mengukur spektrum massa yang paling banyak dan paling beragam, dan mendedahkan banyak sebatian yang belum pernah kita lihat pada 67P sebelumnya. "
Kajian baru kedua bertajuk "Pengesanan inframerah organik alifatik pada inti kometari." Penulis utama adalah Andrea Raponi dari INAF, Institut Astrofizik Nasional di Itali. Ini berpusat pada data yang dikumpulkan dengan instrumen Spektrometer Pengimejan Termal Terlihat dan Inframerah (VIRTIS) Rosetta.
Dalam makalah itu, para penyelidik mengemukakan penemuan sebatian organik alifatik pada 67P. Mereka adalah rantai hidrogen dan karbon, dan mereka juga membina blok kehidupan. Ini adalah kali pertama sebatian organik ini ditemui di permukaan inti komet.
"Di mana - dan kapan - sebatian alifatik ini berasal sangat penting, kerana ia dianggap sebagai asas penting kehidupan seperti yang kita ketahui," jelas penulis utama Raponi.
"Asal-usul bahan seperti ini terdapat dalam komet sangat penting untuk pemahaman kita bukan hanya Sistem Suria kita, tetapi sistem planet di seluruh Alam Semesta," kata Raponi.
Panspermia Molekul Disahkan?
Blok bangunan alifatik ini tidak terbentuk pada komet itu sendiri. Para saintis berpendapat bahawa mereka terbentuk di medium antara bintang, atau di Matahari yang masih terbentuk.
"Penemuan yang menginspirasi seperti ini membantu kita memahami lebih banyak mengenai bukan sahaja komet mereka sendiri, tetapi sejarah, ciri dan evolusi seluruh kawasan kosmik kita."
Matt Taylor, Saintis Projek Rosetta ESA
Pengarang makalah kedua juga menemui kemiripan komposisi yang kuat antara 67P dan objek Sistem Suria luar yang kaya dengan karbon yang lain.
"Kami mendapati bahawa inti Komet 67P mempunyai komposisi yang serupa dengan medium antarbintang, yang menunjukkan bahawa komet itu mengandungi bahan presolar yang tidak berubah," kata penulis bersama kajian Fabrizio Capaccioni, juga dari INAF dan penyelidik utama untuk VIRTIS.
"Komposisi ini juga dikongsi oleh asteroid dan beberapa meteorit yang kami temukan di Bumi, menunjukkan bahawa badan-badan kuno berbatu ini mengunci pelbagai sebatian dari awan purba yang kemudian membentuk Sistem Suria."
"Ini mungkin bermaksud sekurang-kurangnya sebilangan kecil sebatian organik di Sistem Suria awal datang langsung dari medium antarbintang yang lebih luas - dan dengan itu sistem planet lain juga dapat mengakses sebatian ini," tambah Raponi.
Walaupun misi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu ketika kapal angkasa dihantar menerobos komet, para saintis masih menyisir data dan mengetahuinya. Ini mencerminkan misi lain seperti misi Cassini ke Saturnus. Kapal angkasa itu dihantar hampir dua tahun lalu, dan para saintis masih menerbitkan makalah baru berdasarkan datanya.
"Walaupun operasi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu, ia masih menawarkan sejumlah besar sains baru dan tetap menjadi misi yang sangat baru," tambah Matt Taylor, Saintis Projek Rosetta ESA.
"Kajian-kajian ini menangani beberapa pertanyaan terbuka dalam sains kometari: mengapa komet habis dalam nitrogen, dan dari mana komet mendapatkan bahannya. Penemuan yang menginspirasi seperti ini membantu kita memahami lebih banyak perkara bukan sahaja mengenai komet mereka sendiri, tetapi sejarah, ciri dan evolusi seluruh kawasan kosmik kita, ”kata Taylor.
Pada satu ketika, NASA sedang mempertimbangkan untuk menghantar kapal angkasa mereka sendiri ke 67P. Ia disebut CAESAR (Pengembalian Sampel Eksplorasi Astrobiologi Komet) dan sebagaimana namanya jelas, ia akan membawa sampel kembali untuk belajar. Itu sangat mengagumkan. Tetapi misi itu adalah salah satu daripada dua finalis dalam proses pemilihan misi. Yang lain adalah misi Dragonfly, yang akan menghantar kapal rotor ke Titan bulan Saturnus. Pada bulan Jun 2019, misi Dragonfly dipilih berbanding CAESAR.
NASA pada masa ini tidak mempunyai misi yang dirancang untuk komet. Tetapi ESA merancang misi Komet Interceptornya. Ini akan menjadi misi pertama untuk mengunjungi komet murni yang belum pernah mengunjungi Sistem Suria dalaman sebelumnya. Sasaran tepat belum dipilih.
Lagi:
- Siaran Akhbar: BANGUNAN BLOK KEHIDUPAN YANG DIPEROLEHI DI KOMET ROSETTA DI KOMPOSISI TEMPAT LAHIRNYA
- Kertas Penyelidikan: Bukti garam ammonium dalam komet 67P sebagai penjelasan mengenai penurunan nitrogen dalam komet komet
- Kertas Penyelidikan: Pengesanan inframerah organik alifatik pada inti kometari
