ロゼッタは67P彗星で生命のビルディングブロックを見ました

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67P / Churyumov-Gerasimenko（67P）彗星に窒素が少ないのはなぜですか？それは、ESAのロゼッタ宇宙船からのデータを見たときに科学者が自問した質問です。実際、これは彗星のコマのガスを測定するたびに彼らが自問する質問です。 2014年にロゼッタが彗星を訪れたとき、ロゼッタはガスを測定し、窒素がほとんどないことを発見しました。

Nature Astronomyで発行された2つの新しい論文で、研究者は、窒素はまったく失われていないのではなく、生命のビルディングブロックに隠されているだけだと示唆しています。

ロゼッタは2004年に発売され、目標の彗星67Pに到達するのに10年かかりました。約2年間研究してから、彗星に衝突してミッションを終了しました。ロゼッタも着陸船フィラエを水面に派遣し、着陸が困難なために着陸が困難であったにもかかわらず、着陸船は彗星の表面から画像を撮影することができました。

それは3年前のことで、科学者たちはまだデータを研究しています。

「Rosettaの事業は3年以上前に終了しましたが、それでも私たちに信じられないほどの量の新しい科学を提供しており、真に画期的な使命であり続けています。」
ESAのロゼッタプロジェクトサイエンティスト、マットテイラー。

彗星の大部分は氷の玉であり、67P彗星が太陽に近づくと、熱が彗星から昇華してコマを取り囲みます。ロゼッタが昏睡状態を分析したとき、それは酸素や炭素のような化学物質の予想される量を含んでいましたが、窒素が枯渇していました。

「この窒素減少の背後にある理由は、彗星科学における大きな未解決の問題であり続けています」と、ロゼッタイオンおよび中性分析分光計（ROSINA）の主任研究者であり、新しい研究。

過去にこの不足している窒素に直面したとき、科学者たちはN₂ （分子状窒素）は、揮発性が高すぎて、彗星が形成されたときに彗星の氷に凝縮しませんでした。別の考えられる説明は、太陽系の約46億年の寿命で失われた可能性があることです。しかし、これらの新しい研究はそれらの説明を無視する証拠を提示します。

「彗星67PのROSINA観測を使用して、私たちはこの「失われた」窒素が実際には宇宙で検出するのが難しいアンモニウム塩で拘束されているかもしれないことを発見しました」とアルトウェッグはプレスリリースで述べました。

「彗星でアンモニウム塩を見つけることは、宇宙生物学の観点から非常に刺激的です。」
イオンおよび中性分析用ロゼッタオービター分光計（ROSINA）、主任研究者、Kathrin Altwegg

新しい論文の1つは「彗星コマの窒素欠乏の説明としての67P彗星におけるアンモニウム塩の証拠」と題されている。コメットコマの揮発性窒素は一般的にNHで運ばれます₃ （アンモニア）およびHCN（シアン化水素。）アンモニアは、HCN、HNCO（イソシアン酸）、HCOOH（ギ酸）などの他の酸と簡単に結合して、アンモニウム塩を形成できます。アンモニウム塩は、彗星氷の低温と星間媒質に含まれています。

アンモニウム塩は、生活のビルディングブロックで重要な役割を果たすことができます。それらは生命の前駆体であると考えられており、尿素やアミノ酸グリシンなどのより複雑な分子の出発化合物です。しかし、宇宙でそれらを検出することは困難です。それらは揮発性であり、ガスとして不安定であり、それらの赤外線信号は隠され、検出が困難になる可能性があります。

彗星は生命のビルディングブロックを含み、太陽系全体にそれらを広める上で何らかの役割を果たしているという考えは古いものです。初期の頃、地球は地球に水—そして恐らくビルディングブロック—をもたらした彗星に砲撃されました。 2016年、ロゼッタが67Pの昏睡状態でグリシンとリンの両方を発見したときに、その考えが再確認されました。

このアイデアは「分子汎精子症」として知られており、生命のビルディングブロックは宇宙で鍛造され、太陽系星雲に組み込まれたと言われています。惑星がその星雲から凝縮したので、これらのビルディングブロックは乗って行きました。また、彗星や他の天体によって太陽系全体に継続的に分布していました。

「彗星でアンモニウム塩を見つけることは、天体生物学の観点から非常に刺激的です」とAltweggは付け加えました。「この発見は、これらの興味深い天体からどれだけ学ぶことができるかを明らかにしています。」

Altweggと他の科学者にとって、この発見の背後には劇的な瞬間がありました。彼らは、彗星へのロゼッタの最も近いアプローチからのデータを使用しました。このときのデータは、ほんのわずか1.9 km（1.18マイル）上で、ほこりっぽくてかすんでいるコマ自体の内側にありました。宇宙船をその位置に置くことは危険な操作であり、彼らは当時ロゼッタと通信することができませんでした。

「彗星のほこりっぽい環境と地球の自転のため、その時はアンテナを介してロゼッタと容易に通信できず、通信リンクを再確立するために翌朝まで待たなければなりませんでした」とAltweggは述べています。プレスリリース。

「その夜は誰もよく眠れませんでした。しかし、RosettaとROSINAの両方が完全に動作し、最も豊富で多様な質量スペクトルを完璧に測定し、67Pでこれまで発見したことのない多くの化合物を明らかにしました。」

2番目の新しい研究は、「彗星核上の脂肪族有機物の赤外線検出」というタイトルです。筆頭著者は、イタリア国立天体物理研究所のINAFのアンドレア・ラポニです。これは、Rosettaの可視および赤外線熱画像分光計（VIRTIS）機器で収集されたデータを中心としています。

その論文では、研究者らは67Pでの脂肪族有機化合物の発見を紹介しています。それらは水素と炭素の鎖であり、生命のビルディングブロックでもあります。これらの有機化合物が彗星の核の表面で発見されたのはこれが初めてです。

「私たちが知っているように、これらの脂肪族化合物は生命の必須の構成要素であると考えられているため、これらの脂肪族化合物がどこから、いつ、どこから来たかは非常に重要です」と主執筆者のRaponiは説明しました。

「彗星に見られるこのような物質の起源は、私たちの太陽系だけでなく、宇宙全体の惑星系を理解するためにも重要です」とラポニは語った。

分子汎精子症は確認されましたか？

これらの脂肪族ビルディングブロックは、彗星自体では形成されませんでした。科学者たちは、それらが星間媒体、または若いまだ形成している太陽で形成されたと考えています。

「これらのような刺激的な発見は、彗星自体だけでなく、私たちの宇宙全体の歴史、特徴、進化についての多くを理解するのに役立ちます。」
ESAのロゼッタプロジェクトサイエンティスト、マットテイラー

2番目の論文の著者は、67Pと他の炭素に富む太陽系外天体の間の組成の類似性が強いことも発見しました。

「彗星67Pの核は星間媒質と同様の組成を持っていることがわかりました。この彗星には未変化のプレソーラー物質が含まれていることを示しています。

「この組成は、地球上で発見された小惑星といくつかの隕石にも共有されており、これらの古代の岩の多い天体が、太陽系を形成した原始雲からさまざまな化合物を閉じ込めていることを示唆しています。」

「これは、初期の太陽系の有機化合物の少なくとも一部がより広い星間物質から直接来たことを意味するかもしれません-そして、他の惑星系もこれらの化合物へのアクセスを持っているかもしれません。」とラポニは付け加えます。

宇宙船が彗星に衝突して送られたとき、ロゼッタミッションは3年以上前に終了しましたが、科学者たちはまだデータを調べて理解しています。これは、土星へのカッシーニミッションのような他のミッションを反映しています。その宇宙船は2年以上前にその終焉に送られました、そして、科学者はまだそのデータに基づいて新しい論文を発表しています。

ESAのロゼッタプロジェクトサイエンティスト、マットテイラー氏は、「ロゼッタの運用は3年以上前に終了しましたが、それでも信じられないほどの新しい科学が提供されており、真に画期的な使命を果たしています」と付け加えています。

「これらの研究は、彗星科学におけるいくつかの未解決の問題に取り組みました。なぜ彗星は窒素が枯渇しているのか、そして彗星はどこから材料を得たのか。これらのような刺激的な発見は、彗星自体だけでなく、私たちの宇宙全体の歴史、特徴、進化についてより多くを理解するのに役立ちます」とテイラー氏は語った。

ある時点で、NASAは自分の宇宙船を67Pに送ることを検討していました。それはCAESAR（彗星宇宙生物学探査サンプルリターン）と呼ばれ、その名前が明らかにするように、サンプルを研究のために持ち帰ろうとしていました。それは素晴らしいことでした。しかし、その任務は、任務選択プロセスにおける2つのファイナリストの1つでした。もう1つはDragonflyミッションで、ロータークラフトを土星の月のタイタンに送ります。 2019年6月、トンボの任務はCAESARよりも選ばれました。

NASAには現在、彗星への計画されたミッションはありません。しかし、ESAはその彗星迎撃ミッションを計画しています。これまで内部の太陽系を訪れたことのない手付かずの彗星を訪れることが、これが最初のミッションになります。正確な目標はまだ選択されていません。