На комете Чурюмова — Герасименко нашли молекулярный кислород

Спектрометры космического аппарата «Розетта» обнаружили молекулярный кислород в коме кометы Чурюмова — Герасименко. По всей видимости, он попал внутрь небесного тела еще в процессе формирования, что позволяет по-новому взглянуть на условия, в которых образовывалась наша Солнечная система. О первом случае обнаружения молекулярного кислорода (O₂) на комете рассказывает сайт Европейского Космического Агентства, исследование опубликовано в журнале Nature.

Ученые проанализировали свыше 3 тысяч образцов, захваченных в окрестностях кометы системами «Розетты» в период с сентября 2014 года по март 2015. В течение этого времени аппарат менял свою орбиту и поэтому пробы забирались в различных точках комы — на разных широтах, долготах и в разные моменты времени. Оказалось, что во всех этих пробах содержался кислород, причем отношение его содержания к содержанию воды в пробах оставалось постоянным вне зависимости от положения точки забора пробы — абсолютные количества воды в пробах при этом менялись. Это указывает на то, что и вода и кислород в коме кометы скорее всего имеют общий источник.

Исследователи отмечают, что не ожидали обнаружить на комете молекулярный кислород в таких больших количествах. Это крайне активное химическое соединение и несмотря на то, что кислород — третий по распространенности элемент во Вселенной, даже в газовых облаках удается найти лишь следы его молекул. В гораздо больших количествах он представлен в виде воды, оксидов углерода и других сложных химических соединений. 

В качестве одного из объяснений, откуда кислород мог возникнуть на комете авторы предложили механизм фотолиза и радиолиза — распада воды под действием ионизирующего излучения и ультрафиолета на водород и кислород. Но такие превращения происходят только на поверхности и спустя некоторое время слой прореагировавшего вещества испарился бы — количество кислорода должно было уменьшиться. Однако наблюдения не подтвердили догадку ученых.

Другое объяснение предполагает, что кислород попал на комету в ходе ее формирования в ранней Солнечной системе. Хотя кислород очень активен, ученые предположили, что он мог войти в состав частиц льда, существовавших на окраине протосолнечного диска. Тогда он смог бы избежать контакта с другими веществами составляющими комету и тем самым остаться в неизменной форме. Однако существование таких частиц накладывает ограничения на температурные условия в ранней Солнечной системе: для их образования потребовалось бы резкое охлаждение дальних областей диска со 100 до 30 кельвинов.

Химические соединения на поверхности кометы Чурюмова — Герасименко отличаются разнообразием. За время работы аппарат нашел следы органических веществ, воду, углекислый газ, азот, благородные газы. Обнаружение кислорода дополняет сложную химическую систему, сформировавшуюся в комете.