Откриха висока концентрация на органични материали на Церера

Нов анализ на данните от мисията на НАСА Dawn (Зора) предполага, че органична материя може да съществува в изненадващо високи концентрации на повърхността на планетата джудже Церера.

Миналата година учените от мисията на НАСА Dawn, обявиха откриването на органични материали – въглеродни съединения, които са необходими компоненти за живота, разположени на места по повърхността на планетата джудже Церера (a.k.a. Церес).

Сега, нов анализ на данните, направен от изследователи от университета „Браун“ предполага, че на тези места могат да се съдържа много по-голямо изобилие от органични вещества, отколкото първоначално се смяташе.

Констатациите, публикувани неотдавна в изданието Geophysical Research Letters, пораждат интригуващи въпроси за това как тези органични вещества достигат до повърхността на Церера, а методите използвани в новото изследване, също биха могли да осигурят шаблон за интерпретиране на данни за бъдещи мисии, твърдят изследователите.

„Това, което показва изследването е, че можете да получите наистина различни резултати, в зависимост от вида на органичния материал, който използвате, за да сравните и тълкувате данните на Церера“, казва Хана Каплан, изследовател в Браун. „Това е важно не само за Церера, но и за мисии, които скоро ще изследват астероиди, които също могат да съдържат органичен материал“.

Органичните молекули са химическите градивни елементи за живота. Откриването им на Церера не означава обаче, че там съществува живот или някога е съществувал такъв; небиологичните процеси могат да доведат и до създаване на органични молекули. Но тъй като животът, както го познаваме, не може да съществува без органичен материал, учените се интересуват от това как се разпространява той в Слънчевата система. Наличието на органичен материал върху Церера създава интригуващи възможности, особено защото планетата джудже е богата на воден лед, а водата е друг необходим компонент за живота.

Оригиналното откритие на органични вещества на Церера е направено с помощта на визуален и инфрачервен (VIR) спектрометър на космическия кораб Dawn, който минава в орбита около планетата джудже през 2015 г.

Чрез анализиране на моделите, в които Слънчевата светлина взаимодейства с повърхността на планетата джудже, кои от вълните се отразяват и кои се поглъщат, учените могат да разберат какви съединения присъстват на Церера. Инструментът VIR получи сигнал, показващ наличието на органични молекули в района на кратера Ернютет на Северното полукълбо на Церера.

За да се получи първоначална представа колко изобилни са тези съединения, изследователският екип сравнява VIR данните от планетата джудже с лабораторни отражателни спектри на органичен материал, образуван на Земята. Въз основа на този стандарт изследователите стигат до извода, че между 6 и 10% от спектралния подпис, който те откриват на Церера, може да се обясни с органичната материя.

Но за нуждите на това ново изследване Каплан и нейните колеги искат да преразгледат тези данни, използвайки различен метод. Вместо да разчитат на земните скали, за да тълкуват данните, екипът се обръща към извънземен източник: метеорити. Някои метеорити – парчета въглероден хлорид, които са паднали на Земята след изхвърлянето им от астероиди показват, че съдържат органичен материал, който е малко по-различен от това, което обикновено се среща на нашата планета. Работата на Каплан показва, че спектралното отражение на извънземните органични вещества е различно от това на земните.

„Това, което откриваме е, че ако моделираме данните на Церера използвайки извънземни органични съединения, които може да са по-подходящ аналог от тези, които се намират на Земята, тогава на Церера се нуждаем от много повече органични вещества, за да обясним силата на спектралната абсорбция, която виждаме – казва Каплан.

„Ние оценяваме, че 40-50% от спектралния сигнал, който виждаме на Церера, се обяснява с органични вещества. Това е огромна разлика в сравнение с предишните 6 до 10 процента, съобщени на базата на земни органични съединения.“

Ако концентрацията на органични вещества върху Церера е наистина толкова висока, това води до множество нови въпроси за източника на този материал. Съществуват две конкурентни възможности за наличието на органичните вещества на Церера:

Те биха могли да възникнат във вътрешността на Церера и след това да бъдат изложени на повърхността на планетата или биха могли да бъдат доставени на повърхността на планетата джудже чрез въздействието на богати на органични вещества комети или астероиди.

Според това ново проучване ако органичните вещества са привнесени отвън на Церера, тогава потенциалните високи концентрации на органичните вещества ще бъдат по-вероятно свързани с въздействието на комети, отколкото на астероиди. Известно е, че кометите имат значително по-високо вътрешно съдържание на органични вещества в сравнение с примитивните астероиди.

В същото време обаче, топлината от удар вероятно ще унищожи значителна част от органичния състав на кометата, така че остава неясно дали такова високо изобилие на органични съединения може да се обясни с ефект, предизвикан от комета.

Алтернативното обяснение, че органиката е образувана директно на Церера, повдига други въпроси. Откриването на органични вещества досега е било ограничено до малки пластове на северното полукълбо на планетата джудже. Наличието на такива високи концентрации в такива малки участъци изисква някакво обяснение.

„Ако организмите са се появили на Церера, тогава най-вероятно все още се нуждаем от механизъм, който да обясни концентрирането им в тези конкретни места или поне за запазването им там“, казва Ралф Миликен, доцент в катедра „Земята, околната среда и планетата“ в университета Браун и съавтор на изследването.

„Не е ясно какъв е този механизъм. Церера е очевидно очарователен обект и разбирането на историята и произхода на органичните вещества в тези места, а и в други райони на Церера, вероятно ще изисква бъдещи мисии, които да анализират и да доставят проби на Земята“.

Засега изследователите се надяват, че откритието ще бъде от полза при подготовката на предстоящите мисии за доставяне на проби от астероиди в близост до Земята, за които се смята, че съдържат минерали с наличието на вода и органични съединения.

Японският космически кораб Hayabusa2 се очаква да пристигне на астероида Рюгу (Ryugu) за няколко седмици, а мисията OSIRIS-REx на НАСА се очаква да достигне астероида Бену (Bennu) през август. В момента Каплан е член на научния екип с мисията OSIRIS-REx.

„Мисля, че работата, която включваше нови лабораторни измервания на важни компоненти на първични метеорити, може да предостави рамка за по-добро тълкуване на данните за астероидите и да направи връзки между космическите наблюдения и пробите в нашата метеоритна колекция“, казва Каплан.

Изследването е финансирано от Института за астробиология на НАСА и Виртуалния институт на НАСА за изследване на Слънчевата система в Браун.