scienceblogger (scienceblogger) wrote,
scienceblogger
scienceblogger

Categories:

Молекулярный азот в комете Чурюмова-Герасименко

Comet_on_14_March_2015_NavCam_node_full_image_2.jpg

Так выглядела комета 15 марта

Предлагаем вам прекрасный разбор Дмитрия Вибе по новым открытиям на комете

Rubin et al., Molecular nitrogen in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko indicates a low formation temperature. Science, 10.1126/science.aaa6100, 2015

Молекулярный азот — весьма распространённое соединение. Это основной компонент атмосфер Земли и Титана; предполагается, что азот в твёрдой и газовой фазах является одним из основных компонентов атмосфер и поверхностей Плутона и Тритона. Кроме того, астрохимические модели предсказывают, что в дозвёздном веществе молекула N2 является основным резервуаром азота. К сожалению, наблюдать молекулярный азот в дозвёздных объектах невозможно, и о его присутствии приходится судить по другим соединениям азота (аммиаку, HCN, N2H+), содержания которых должны уступать содержанию молекулярного азота на многие порядки величины.

Это же относится и к кометам. Попытки обнаружить в кометах молекулярный азот, точнее, ион N2+, по линиям в ближнем ультрафиолетовом диапазоне были, в основном, безуспешными. Убедительно продемонстрировать наличие эмиссионной линии N2+ удалось только для кометы C/2002 VQ94 (LINEAR) при помощи телескопа БТА-6 (САО РАН) команде украинских, российских и французских учёных.

Но теперь всё изменилось. «Ловить» молекулы азота в кометном хвосте можно непосредственно. Авторы работы Rubin et al. исследовали содержание молекулярного азота у ядра кометы Чурюмова-Герасименко при помощи масс-спектрометра ROSINA на борту зонда «Розетта». Точнее, речь идёт не только и не столько об обнаружении молекулы N2, сколько об измерении отношения содержаний молекул N2 и CO. Нетривиальная, между прочим, задача для масс-спектрометра, поскольку массы обеих молекул почти равны. Добавьте к этому довольно заметный фоновый сигнал от молекулярного азота земной атмосферы, который всё ещё сохранился в «Розетте». Тем не менее, измерение удалось провести.

Если предположить (а так оно, вероятно, и было), что в протосолнечной туманности весь азот был в молекуле N2, а весь углерод - в молекуле CO, то отношение их содержаний должно было бы быть равно 14,5% ± 4,8%. В реальности же оно оказалось существенно меньше, в среднем 0,57% ± 0,066% с вариациями (в зависимости от положения «Розетты» над ядром кометы) от 0,17% до 1,6%.

Недостаток молекулярного азота относительно оксида углерода в сравнении с протосолнечным отношением N2/CO должен каким-то образом отражать тепловую историю вещества комет. Авторы статьи указывают на эксперименты, в которых анализировался захват молекул CO и N2 в формирующийся водяной лёд. Особенность водяного льда в том, что он образуется при существенно более высокой температуре, чем сами по себе льды N2 и CO. При этом он способен захватывать молекулы N2 и CO, так что они попадают в состав льда при температуре, превышающей их собственную температуру замерзания. Так вот, результаты экспериментов указывают, что при снижении температуры захват молекулярного азота в аморфный водяной лёд происходит с меньшей эффективностью, чем захват оксида углерода. Поэтому нынешнее пониженное содержание N2 в комете Чурюмова-Герасименко может отражать низкую (порядка 30К или ниже) температуру её образования. Второй вариант захвата молекул N2 и CO в кристаллический водяной лёд (клатраты) также предсказывает пониженное относительное содержание N2 при низкой температуре формирования льда. Конечно, нужно учитывать, что теперешнее содержание N2 и CO в комете может отражать не только этап формирования, но и последующую эволюцию, в частности, предпочтительное испарение N2 при прогреве ядра кометы из-за распада радиоактивных элементов или последующих циклов прогрева в ходе её орбитальной эволюции.

http://astrochemistry.ru/duck-tails-1-molekulyarny-j-azot-v-komete-churyumova-gerasimenko.html
Tags: rosetta, Вибе, астрохимия, комета Чурюмова-Герасименко
Subscribe
Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments