Onder leiding van astrofysicus Kathrin Altwegg, Berner onderzoekers hebben een verklaring gevonden waarom er voorheen heel weinig stikstof kon worden verwerkt in de vage bedekking van kometen:de bouwsteen voor leven komt voornamelijk voor in de vorm van ammoniumzouten, waarvan het optreden niet eerder kon worden gemeten. De zouten kunnen een verdere aanwijzing zijn dat komeetinslagen het leven op aarde in de eerste plaats mogelijk hebben gemaakt.

Meer dan 30 jaar geleden, de Europese komeetmissie Giotto vloog langs de komeet van Halley. De Berner ionenmassaspectrometer IMS, onder leiding van prof. em. Hans Balsiger, aan boord was. Een belangrijke bevinding van de metingen van dit instrument was dat er een gebrek aan stikstof leek te zijn in Halley's coma - de vage bedekking van kometen die ontstaat wanneer een komeet dicht bij de zon komt. Hoewel stikstof (N) werd ontdekt in de vorm van ammoniak (NH3) en blauwzuur (HCN), de incidentie was ver verwijderd van de verwachte kosmische incidentie. Meer dan 30 jaar later, onderzoekers hebben dit mysterie opgelost dankzij een gelukkig ongeluk. Dit is een resultaat van de analyse van gegevens van de Berner massaspectrometer ROSINA, die gegevens verzamelde over de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, kortweg Chury genoemd, aan boord van de ESA-ruimtesonde Rosetta (zie infokader hieronder).

Riskante vlucht door de stofwolk van de komeet Chury

Minder dan een maand voor het einde van de Rosetta-missie, de ruimtesonde bevond zich slechts 1,9 km boven het oppervlak van Chury toen hij door een stofwolk van de komeet vloog. Dit resulteerde in een directe inslag van stof in de ionenbron van de massaspectrometer ROSINA-DFMS (Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral Analysis-Double Focusing Mass Spectrometer), geleid door de Universiteit van Bern. Kathrin Altwegg, hoofdonderzoeker van ROSINA en co-auteur van de nieuwe studie die vandaag in het prestigieuze tijdschrift is gepubliceerd Natuurastronomie , zegt:"Dit stof heeft ons instrument bijna vernietigd en de positiecontrole van Rosetta in de war gebracht."

Dankzij de vlucht door de stofwolk, het was mogelijk om stoffen te detecteren die normaal in de koude omgeving van de komeet op de stofdeeltjes blijven en daarom niet kunnen worden gemeten. De hoeveelheid deeltjes, waarvan sommige nog nooit eerder op een komeet waren gemeten, was verbazingwekkend. Vooral, de incidentie van ammoniak, de chemische verbinding van stikstof en waterstof met de formule NH3, plotseling vele malen groter was. "We kwamen op het idee dat de incidentie van ammoniak in de ROSINA-gegevens mogelijk terug te voeren is op het voorkomen van ammoniumzouten, " legt Altwegg uit. "Als een zout, ammoniak heeft een veel hogere verdampingstemperatuur dan ijs en is daarom meestal aanwezig in de vorm van een vaste stof in de koude omgeving van een komeet. Het was tot nu toe niet mogelijk om deze vaste stoffen te meten, noch via teledetectie met telescopen, noch ter plaatse."

Ammoniumzout en zijn rol bij het ontstaan ​​van leven

Er was veel laboratoriumwerk nodig om de aanwezigheid van deze zouten in kometenijs aan te tonen. "Het ROSINA-team heeft sporen gevonden van vijf verschillende ammoniumzouten:ammoniumchloride, ammoniumcyanide, ammoniumcyanaat, ammoniumformiaat en ammoniumacetaat, " zegt de chemicus van het ROSINA-team en co-auteur van de huidige studie, Dr. Nora Hanni. "Tot nu, de schijnbare afwezigheid van stikstof op kometen was een mysterie. Onze studie laat nu zien dat het zeer waarschijnlijk is dat stikstof aanwezig is op kometen, namelijk in de vorm van ammoniumzouten, ’ vervolgt Hanni.

De ontdekte ammoniumzouten omvatten verschillende astrobiologisch relevante moleculen die kunnen leiden tot de ontwikkeling van ureum, aminozuren, adenine en nucleotiden. Kathrin Altwegg zegt:"Dit is zeker een verdere indicatie dat de inslagen van een komeet in verband kunnen worden gebracht met het ontstaan ​​van leven op aarde."