Миссия выполнима

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Прогресс в науке зависит от эволюции инструментов исследования. Каждый новый, более совершенный аналитический прибор позволяет ученым заглянуть глубже в объект исследования, рассмотреть новые важные детали, прежде недоступные наблюдению, и сделать еще один шаг в познании мира.

Таким инструментом стал масс-спектрометр ROSINA, созданный международным коллективом ученых в Институте физики Бернского университета. В 2004 году этот прибор установили на космическом аппарате Rosetta Европейского космического агентства и направили к комете 67P/Чурюмова — Герасименко, известной еще как Chury.

Rosetta должна была встретиться с кометой, лечь, что называется, ей на хвост и изучить элементный, изотопный и молекулярный состав ее атмосферы и ионосферы. Встреча состоялась в 2014 году. В течение двух лет Rosetta сопровождала комету Чури в качестве ее квазиспутника на расстояниях 3—300 км и работала.

Данных получено очень много. Их анализируют, интерпретируют, изучают, все это требует времени. И вот недавно еще одну порцию результатов опубликовали химики из Института физики Бернского университета в Nature Communications. Результаты вполне впечатляющие.

Но прежде давайте напомню, что это за комета. Комету открыл в 1969 году советский астроном Клим Чурюмов. Открыл, как часто бывает, случайно. Светлана Герасименко в Алма-Атинской обсерватории сделала снимки кометы Комас Сола. Чурюмов рассматривал снимки и возле краешка фотографии разглядел еще один едва заметный космический объект. Поначалу подумал, что это фрагмент Комас Солы. Но изучение последующих снимков однозначно показало, что это другая комета со своей траекторией.

Комета 67P/Чурюмова — Герасименко — короткопериодическая комета с периодом обращения вокруг Солнца примерно 6 лет и 7 месяцев.  Индекс 67P как раз и означает, что это 67-я открытая короткопериодическая комета. Ее объем — 25 км³, вес около 10 млрд тонн. Движется она со скоростью 18 км/с.  Для сравнения: Земля летит со скоростью 30 км/с.

Теперь благодаря миссии Rosetta мы знаем, что эта комета, смесь космической пыли и льда, буквально напичкана органикой. Масс-спектрометр увидел ее, когда комета подошла к Солнцу максимально близко. И поверхность этого «грязного снежка», так часто называют кометы астрономы, начала активно таять, в атмосферу кометы стала выбрасываться пыль, а из нее начали улетучиваться органические вещества, причем не только легкие, но и более тяжелые и крупные молекулы.

Конечно, в этом богатейшем компоте присутствовали вещества, которые регистрировали в космосе и прежде, — суперлетучие CO₂, NH₃ или H₂O. Но плюс к этому химики нашли еще несколько десятков самых разных органических веществ.

Оказалось, что в комете есть углеводороды, представляющие практически все классы органических соединений, — алканы и алкены, спирты и эфиры, альдегиды и карбоновые кислоты, циклические, ароматические и гетероциклические соединения.

Еще в 2014 году из набора данных Rosetta исследователи выявили 16 веществ, причем четыре из них — метилизоцианат, ацетон, пропаналь и ацетамид — ранее на кометах не встречали.

А сейчас, в публикации этого года, обнародован список еще из нескольких десятков соединений, включающих этилен, пропен и циклопропен, циклобутен и циклобутан, циклопентан и циклопентадиен, циклогексен и его производные, бензальдегид, бензиловый спирт, пропановая и безнзойная кислоты… Эти и другие вещества в космосе обнаружили впервые.

Но это вполне себе земные вещества: нафталин с характерным запахом из бабушкиного сундука, бензойная кислота, натуральный компонент благовоний, бензальдегид, придающий миндальный вкус пищевым продуктам, и многие другие.

Ансамбль кометной органики имеет средний состав C1H1,56O0,134N0,046S0,017, который включает в себя цепочечные, циклические и ароматические углеводороды в приблизительном соотношении 6:3:1.

Это исследование опровергло некоторые представления о кометах. Например, что в кометах органика присутствует в виде полимеров. — Нет. Что в кометах нет ароматики. — Есть. Исследование также показало, что космическая пыль, из которой состоит ядро кометы вперемежку со льдом, содержит минералы и тяжелую органику в равных пропорциях.

А еще химики обнаружили в комете вещества с так называемой пребиотической функциональностью, например формамид. Такие соединения — важные промежуточные звенья в синтезе биомолекул, например сахаров или аминокислот. Химики из Берна считают, что кометы — эти курьеры с холодильниками за спиной, доставляющие органику по всей Вселенной, — способствовали возникновению жизни на Земле.

Ну что ж, миссия Rosetta ставила своей целью найти в кометах молекулы жизни. Нашла. Миссия выполнима.