Marca 2015 je NASA Zoraposlanstvo je postalo prvo vesoljsko plovilo, ki je obiskalo protoplanet Ceres, največje telo v glavnem asteroidnem pasu. To je bilo tudi prvo vesoljsko plovilo, ki je obiskalo pritlikavi planet, saj je prispelo nekaj mesecev pred Nova obzorja misija je zgodovinsko preletela Pluton. Od takrat,Zoraje razkrila veliko o Ceresu, kar pa znanstvenikom pomaga razumeti zgodnjo zgodovino Osončja.
Lani so znanstveniki z NASAZoramisija je naredila osupljivo odkritje, ko so odkrili kompleksne verige molekul ogljika – organskega materiala, ki je bistvenega pomena za življenje – v lisah na površini Ceresa. In zdaj, zahvaljujoč a nova študija ki jo je izvedla skupina raziskovalcev z univerze Brown (s podporo NASA), se zdi, da ti obliži vsebujejo več organskega materiala, kot se je prej mislilo.
Nove ugotovitve so bile nedavno objavljene v znanstveni revijiGeofizikalna raziskovalna pismapod naslovom ' Nove omejitve številčnosti in sestave organske snovi na Ceresu “. Študijo je vodila Hannah Kaplan, podoktorska raziskovalka na Univerzi Brown, ob pomoči Ralpha E. Millikena in Conela M. O’D. Alexander – docent na univerzi Brown in raziskovalec z inštituta Carnegie v Washingtonu.
Nova analiza podatkov misije Dawn kaže, da bi bilo teh organskih snovi lahko več, kot so prvotno mislili. Zasluge: NASA/Upodobitev Hannah Kaplan
Zadevni organski materiali so znani kot 'alifati', vrsta spojine, kjer ogljikovi atomi tvorijo odprte verige, ki so običajno vezane s kisikom, dušikom, žveplom in klorom. Po pravici povedano, prisotnost organskega materiala na Ceresu ne pomeni, da telo podpira življenje, saj lahko takšne molekule nastanejo iz nebioloških procesov.
Alifatike so odkrili tudi na drugih planetih v obliki metana (na Marsu in predvsem na največji Saturnovi luni Titanu). Kljub temu takšne molekule ostajajo bistven gradnik za življenje in njihova prisotnost na Ceresu postavlja vprašanje, kako so prišle tja. Zato znanstvenike zanima, kako so bili ta in drugi bistveni elementi (kot je voda) porazdeljeni po celotnem Osončju.
Ker je Ceres bogat tako z organskimi molekulami kot z vodo, odpira nekaj zanimivih možnosti o protoplanetu. Rezultati te študije in metode, ki so jih uporabili, bi lahko zagotovili tudi predlogo za razlago podatkov za prihodnje misije. Kot je na nedavni univerzi Brown pojasnila dr. Kaplan – ki je vodila raziskavo, medtem ko je doktorirala na Brownu izjava za javnost :
»Ta dokument kaže, da lahko dobite resnično različne rezultate, odvisno od vrste organskega materiala, ki ga uporabljate za primerjavo in interpretacijo podatkov Ceres. To ni pomembno samo za Ceres, ampak tudi za misije, ki bodo kmalu raziskovale asteroide, ki lahko vsebujejo tudi organski material.
Izboljšana barvno sestavljena slika, narejena s podatki iz kamere za kadriranje na krovu Nasinega vesoljskega plovila Dawn, prikazuje območje okoli kraterja Ernutet. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
Prvotno odkritje organskih snovi se je zgodilo na Ceresu v letu 2017 ko je mednarodna skupina znanstvenikov analizirala podatke izZoravidni in infrardeči kartografski spektrometer misije (VIRMS). Podatki, ki jih je zagotovil ta instrument, kažejo na prisotnost teh ogljikovodikov na območju 1000 km² okoli kraterja Ernutet, ki se nahaja na severni polobli Ceresa in meri približno 52 km (32 milj) v premeru.
Da bi dobili predstavo o tem, kako obilne so bile organske spojine, je prvotna raziskovalna skupina primerjala podatke VIRMS s spektri, pridobljenimi v laboratoriju iz zemeljskih kamnin s sledovi organskega materiala. Iz tega so ugotovili, da je med 6 in 10 % spektralnega podpisa, zaznanega na Ceresu, mogoče razložiti z organsko snovjo.
Prav tako so domnevali, da so bile molekule endogenega izvora, kar pomeni, da izvirajo iz notranjosti protoplaneta. To je bilo skladno s prejšnjimi raziskavami, ki so pokazale znake hidrotermalna aktivnost na Ceresu, kot tudi drugi, ki so odkrili hidratizirane minerale, ki vsebujejo amoniak, vodni led, karbonate in soli – vse to kaže na to, da je Ceres imel notranje okolje, ki lahko podpira prebiotično kemijo.
Toda zaradi svoje študije so Kaplan in njeni kolegi ponovno preučili podatke z uporabo drugačnega standarda. Namesto da bi se za primerjavo zanašali na zemeljske kamnine, so se odločili preučiti nezemeljski vir. V preteklosti se je izkazalo, da nekateri meteoriti – kot so ogljikovi hondriti – vsebujejo organski material, ki je nekoliko drugačen od tistega, ki ga poznamo tukaj na Zemlji.
Umetnikova upodobitev misije Dawn ob približevanju protoplanetu Ceres. Zasluge: NASA/JPL
Po ponovnem preučitvi spektralnih podatkov s pomočjo tega standarda sta Kaplan in njena ekipa ugotovili, da se organske snovi, najdene na Ceresu, razlikujejo od njihovih kopenskih sorodnikov. Kot je pojasnil Kaplan:
'Ugotovimo, da če modeliramo podatke Ceres z uporabo nezemeljskih organskih snovi, ki so morda primernejši analog od tistih, ki jih najdemo na Zemlji, potem potrebujemo veliko več organske snovi na Ceresu, da pojasnimo moč spektralne absorpcije, ki jo vidimo. tam. Ocenjujemo, da je kar 40 do 50 odstotkov spektralnega signala, ki ga vidimo na Ceresu, razloženo z organskimi snovmi. To je ogromna razlika v primerjavi s 6 do 10 odstotki, o katerih so prej poročali na podlagi zemeljskih organskih spojin.'
Če so koncentracije organskega materiala res tako visoke, se postavljajo nova vprašanja o tem, od kod prihaja. Medtem ko je prvotna skupina za odkrivanje trdila, da je endogenega izvora, ta nova študija kaže, da ga je verjetno dostavil komet ali asteroid, bogat z organskimi snovmi. Po eni strani so visoke koncentracije na površini Ceresa bolj skladne z udarcem kometa.
To je posledica dejstva, da je znano, da imajo kometi bistveno večjo notranjo številčnost organskih snovi v primerjavi s primitivnimi asteroidi, podobno kot 40 % do 50 % podatek, ki ga ta študija predlaga za te lokacije na Ceresu. Vendar bi bila večina teh organskih snovi uničena zaradi vročine udarca, kar pušča vprašanje, kako so prišli tja, nekaj skrivnostnega.
Podatki vesoljskega plovila Dawn kažejo območje okoli kraterja Ernutet, kjer so bile odkrite organske koncentracije (označene z 'a' do 'f'). Barvno kodiranje kaže moč absorpcijskega traku organskih snovi, pri čemer toplejše barve označujejo najvišje koncentracije. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/UCLA/ASI/INAF/MPS/DLR/IDA
Če so nastale endogeno, potem se postavlja vprašanje, kako so se tako visoke koncentracije pojavile na severni polobli. Kot Ralph Milliken pojasnil :
'Če so organske snovi narejene na Ceresu, potem verjetno še vedno potrebujete mehanizem, da ga koncentrirate na teh posebnih lokacijah ali vsaj ohranite na teh mestih. Ni jasno, kakšen bi lahko bil ta mehanizem. Ceres je očitno fascinanten predmet in razumevanje zgodbe in izvora organskih snovi na teh mestih in drugod na Ceresu bo verjetno zahtevalo prihodnje misije, ki bodo lahko analizirale ali vrnile vzorce.
Glede na to, da je glavni asteroidni pas sestavljen iz materiala, ki je ostal od nastanka Osončja, se pričakuje, da bo določitev, od kod prihajajo te organske snovi, osvetlila, kako so bile organske molekule porazdeljene po celotnem Osončju v zgodnji zgodovini. Medtem raziskovalci upajo, da bo ta študija obveščala o prihajajočih vzorčnih misijah na asteroide blizu Zemlje (NEA), za katere se domneva tudi, da gostijo minerale in organske spojine, ki vsebujejo vodo.
Med njimi je japonsko vesoljsko plovilo Hayabusa2 , ki naj bi čez nekaj tednov prispel na asteroid Ryugu, in NASA OSIRIS-REx misija – ki naj bi avgusta dosegla asteroid Bennu. Dr. Kaplan je trenutno član znanstvene skupineOSIRIS-RExposlanstvo in upa, da boZoraštudija, ki jo je vodila, bo pomagalaOSIRIS-RExNjegovo poslanstvo zaznamuje Bennujevo okolje.
'Mislim, da lahko delo, ki je bilo vključeno v to študijo, ki je vključevalo nove laboratorijske meritve pomembnih komponent primitivnih meteoritov, zagotovi okvir, kako bolje interpretirati podatke o asteroidih in vzpostaviti povezave med opazovanji vesoljskih plovil in vzorci v naši zbirki meteoritov,' je rekel. 'Kot novega člana ekipe OSIRIS-REx me še posebej zanima, kako bi to lahko veljalo za našo misijo.'
Pričakuje se, da se bo misija New Horizons srečala tudi z objektom Kuiperjevega pasu (KBO) 2014 MU69 1. januarja 2019. Med temi in drugimi študijami »starih predmetov« v našem sončnem sistemu – da ne omenjam medzvezdnih asteroidov ki se odkrivajo prvič – zgodovina Osončja (in samega nastanka življenja) postaja počasi bolj jasna.
Nadaljnje branje: Univerza Brown , Geofizikalna raziskovalna pisma