Het stof dat komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko de ruimte in zendt, bestaat voor ongeveer de helft uit organische moleculen. Het stof behoort tot het meest ongerepte en koolstofrijke materiaal dat bekend is in ons zonnestelsel en is sinds zijn geboorte nauwelijks veranderd. Deze resultaten van het COSIMA-team zijn vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society . COSIMA is een instrument aan boord van het Rosetta-ruimtevaartuig, die de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko van augustus 2014 tot september 2016 onderzocht. In hun huidige studie, de betrokken onderzoekers, waaronder wetenschappers van het Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), analyseren zo uitgebreid als ooit tevoren, uit welke chemische elementen kometenstof bestaat.

Wanneer een komeet die langs zijn zeer elliptische baan reist, de zon nadert, het wordt actief:bevroren gassen verdampen, kleine stofdeeltjes de ruimte in slepen. Het vastleggen en onderzoeken van deze korrels biedt de mogelijkheid om de "bouwmaterialen" van de komeet zelf te traceren. Tot dusver, slechts enkele ruimtemissies zijn hierin geslaagd. Deze omvatten ESA's Rosetta-missie. In tegenstelling tot hun voorgangers, voor hun huidige onderzoek konden de Rosetta-onderzoekers over een periode van ongeveer twee jaar stofdeeltjes van verschillende groottes verzamelen en analyseren. In vergelijking, eerdere missies, zoals Giotto's Flyby van komeet 1P/Halley of Stardust, die zelfs kometenstof van komeet 81P/Wild 2 terugbracht naar de aarde, slechts een momentopname gegeven. In het geval van de ruimtesonde Stardust, die in 2004 langs zijn komeet raasde, het stof was aanzienlijk veranderd tijdens het vastleggen, zodat een kwantitatieve analyse slechts in beperkte mate mogelijk was.

Tijdens de Rosetta-missie, COSIMA verzamelde meer dan 35000 stofkorrels. De kleinste had een diameter van slechts 0,01 millimeter, de grootste ongeveer een millimeter. Het instrument maakt het mogelijk om eerst de afzonderlijke stofkorrels met een microscoop te observeren. In een tweede stap, deze korrels worden gebombardeerd met een hoogenergetische straal van indiumionen. De secundaire ionen die op deze manier worden uitgezonden, kunnen vervolgens worden "gewogen" en geanalyseerd in de COSIMA-massaspectrometer. Voor het huidige onderzoek de onderzoekers beperkten zich tot 30 stofkorrels met eigenschappen die voor een zinvolle analyse zorgden. Hun selectie omvat stofkorrels uit alle fasen van de Rosetta-missie en in alle soorten en maten.

"Onze analyses laten zien dat de samenstelling van al deze granen erg op elkaar lijkt, " MPS-onderzoeker dr. Martin Hilchenbach, Hoofdonderzoeker van het COSIMA-team, beschrijft de resultaten. De wetenschappers concluderen dat het stof van de komeet uit dezelfde "ingrediënten" bestaat als de kern van de komeet en dus op zijn plaats kan worden onderzocht.

Zoals de studie laat zien, organische moleculen behoren tot die ingrediënten bovenaan de lijst. Deze zijn goed voor ongeveer 45 procent van het gewicht van het vaste kometenmateriaal. "De komeet van Rosetta behoort dus tot de meest koolstofrijke lichamen die we in het zonnestelsel kennen, ", zegt MPS-wetenschapper en COSIMA-teamlid Dr. Oliver Stenzel. Het andere deel van het totale gewicht, ongeveer 55 procent, wordt geleverd door minerale stoffen, voornamelijk silicaten. Opvallend is dat het bijna uitsluitend niet-gehydrateerde mineralen zijn, d.w.z. ontbrekende waterverbindingen.

"Natuurlijk, Rosetta's komeet bevat water zoals elke andere komeet, te, ", zegt Hilchenbach. "Maar omdat kometen het grootste deel van hun tijd aan de ijzige rand van het zonnestelsel hebben doorgebracht, het is bijna altijd bevroren geweest en kon niet reageren met de mineralen." De onderzoekers beschouwen het gebrek aan gehydrateerde mineralen in het stof van de komeet dan ook als een aanwijzing dat 67P zeer ongerept materiaal bevat.

Deze conclusie wordt ondersteund door de verhouding van bepaalde elementen zoals koolstof tot silicium. Met meer dan 5, deze waarde ligt heel dicht bij de waarde van de zon, waarvan wordt gedacht dat het de verhouding weerspiegelt die in het vroege zonnestelsel werd gevonden.

De huidige bevindingen raken ook onze ideeën over hoe het leven op aarde tot stand kwam. In een eerdere publicatie het COSIMA-team kon aantonen dat de koolstof die in de komeet van Rosetta wordt gevonden voornamelijk in de vorm van grote, organische macromoleculen. Samen met het huidige onderzoek het wordt duidelijk dat deze verbindingen een groot deel van het kometenmateriaal uitmaken. Dus, als kometen inderdaad de vroege aarde van organisch materiaal voorzagen, zoals veel onderzoekers aannemen, het zou waarschijnlijk voornamelijk in de vorm van dergelijke macromoleculen zijn geweest.