Kometen zijn onze meest directe link naar de vroegste stadia van de vorming en evolutie van het zonnestelsel. Slechts om de paar jaar wordt een nieuwe komeet ontdekt die zijn eerste reis naar het binnenste zonnestelsel maakt vanuit de Oortwolk, een zone van ijzige objecten die het zonnestelsel omhult. Dergelijke mogelijkheden bieden astronomen de kans om een ​​speciale klasse kometen te bestuderen.

Aan boord van NASA's vliegende telescoop, het Stratosferische Observatorium voor Infraroodastronomie, of SOFIA, een team onder leiding van Charles Woodward van het Minnesota Institute for Astrophysics van de Universiteit van Minnesota observeerde komeet C/2012 K1 (ook Pan-STARRS genoemd naar het observatorium dat het in 2012 ontdekte), op zoek naar nieuwe inzichten in de evolutie van het vroege zonnestelsel.

Kometen afkomstig uit de Oortwolk, zoals komeet C/2012 K1, blijven onaangetast door de thermische verwarming en stralingsverwerking van de zon. De ongerepte natuur van deze kometen kan oppervlaktematerialen behouden, waardoor ze ideale doelen zijn voor het observeren van de samenstelling van gas- en stofdeeltjes.

"Komeet C/2012 K1 is een tijdcapsule van de samenstelling van het vroege zonnestelsel, Woodward zei. "Elke gelegenheid om deze lichamen te bestuderen draagt ​​bij aan ons begrip van de algemene kenmerken van kometen en de vorming van kleine lichamen in ons zonnestelsel."

Het team gebruikte korte- en langegolfcamera's op de Faint Object infraRed CAmera voor de SOFIA-telescoop, FORCAST, om licht te bestuderen dat uit de coma van de komeet komt:gas en stof die zich vormen rond de kern van een komeet als deze wordt verwarmd door de zon. Het team gebruikte de waarnemingen om de grootte en samenstelling van de stofkorrels af te leiden en hun thermische eigenschappen te identificeren en te categoriseren.

Onverwacht, deze waarnemingen onthulden zwakke emissiekenmerken van silicaat van de komeet, in plaats van de verwachte sterke silicaatkenmerken die zijn gevonden in eerdere waarnemingen van kometen in Oortwolken, waaronder die van komeet Hale-Bopp en studies uitgevoerd met de Spitzer Space Telescope. Door deze silicaatemissies te analyseren en te vergelijken met thermische modellen, de onderzoekers stelden vast dat de stofkorrels van de coma groot zijn en voornamelijk uit koolstof bestaan ​​in plaats van kristallijn silicaat. Deze compositie daagt bestaande theoretische modellen uit van hoe Oortwolkkometen ontstaan.

"Kometen zijn gemaakt van de materialen die niet zijn gemaakt in planeten, dus het bestuderen van het stof erin kan ons helpen de inhoud te begrijpen, oorsprong, en evolutie van het vroege zonnestelsel, inclusief het proces van het vormen van rotsplaneten, ' zei Woodward.

Terwijl missies zoals de Rosetta-missie van de European Space Agency, of NASA's Stardust-missie leverde directe bemonstering van komeetmaterialen, observaties op afstand, zoals die aan boord van SOFIA, bieden onderzoekers de mogelijkheid om overeenkomsten en verschillen tussen verschillende soorten kometen te begrijpen.

"De kracht van de silicaatkenmerken van komeet C/2012 K1, waargenomen in het midden-infrarood met SOFIA, hebben de weg geëffend voor wat we hebben voorgesteld voor waarnemingen met behulp van de aanstaande James Webb Space Telescope - om nog zwakkere, verder weg gelegen kometen te bestuderen, Woodward zei. "Ik denk dat er een mooie synergie zal zijn tussen die twee missies, in doelselectie en gerichte opvolging."

Deze studie is gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift .