Mengapa ada begitu sedikit nitrogen dalam Komet 67P / Churyumov-Gerasimenko (67P)? Itu pertanyaan yang diajukan para ilmuwan sendiri ketika mereka melihat data dari pesawat ruang angkasa Rosetta ESA. Faktanya, ini adalah pertanyaan yang mereka tanyakan pada diri mereka sendiri setiap kali mereka mengukur gas dalam koma. Ketika Rosetta mengunjungi komet pada tahun 2014, ia mengukur gas dan menemukan bahwa hanya ada sedikit nitrogen.
Dalam dua makalah baru yang diterbitkan di Nature Astronomy, para peneliti menyarankan bahwa nitrogen tidak benar-benar hilang sama sekali, itu hanya tersembunyi di blok bangunan kehidupan.
Rosetta diluncurkan pada 2004 dan butuh 10 tahun untuk mencapai targetnya, Comet 67P. Itu menghabiskan sekitar dua tahun mempelajarinya sebelum mengakhiri misinya dengan menabrak komet. Rosetta juga mengirim pendarat Philae ke permukaan, dan meskipun pendaratan sulit yang melumpuhkan misinya, pendarat itu masih bisa mengambil gambar dari permukaan komet.
Itu tiga tahun lalu, dan para ilmuwan masih bekerja melalui data.
“Meskipun operasi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu, itu masih menawarkan kita sejumlah besar ilmu pengetahuan baru dan tetap menjadi misi yang benar-benar inovatif.”
Matt Taylor, Ilmuwan Proyek Rosetta ESA.
Komet sebagian besar adalah bola es, dan ketika Comet 67P mendekati Matahari, bahan panas yang disublimasikan dari komet menjadi komanya, gumpalan gas dan kabur yang mengelilingi komet. Ketika Rosetta menganalisis koma, itu mengandung jumlah bahan kimia yang diharapkan seperti oksigen dan karbon, tetapi kehabisan nitrogen.
"Alasan di balik penipisan nitrogen ini tetap menjadi pertanyaan terbuka utama dalam sains komet," kata Kathrin Altwegg dari University of Bern, Swiss, peneliti utama untuk Rosetta Orbiter Spectrometer untuk instrumen Analisis Ion dan Netral (ROSINA) dan penulis utama dari studi baru.
Ketika dihadapkan dengan nitrogen yang hilang ini di masa lalu, para ilmuwan berpikir bahwa N2 (Molekul nitrogen) terlalu mudah menguap untuk mengembun menjadi es komet ketika komet terbentuk. Penjelasan lain yang mungkin adalah bahwa ia mungkin telah hilang selama sekitar 4,6 miliar tahun masa hidup Tata Surya. Namun studi baru ini menghadirkan bukti yang mengabaikan penjelasan tersebut.
“Menggunakan pengamatan ROSINA terhadap Komet 67P, kami menemukan bahwa nitrogen yang 'hilang' ini sebenarnya bisa diikat dalam garam amonium yang sulit dideteksi di luar angkasa,” kata Altwegg dalam siaran pers.
"Menemukan garam amonium di komet sangat menarik dari sudut pandang astrobiologi."
Kathrin Altwegg, Investigator Utama, Spektrometer Rosetta Orbiter untuk Analisis Ion dan Netral (ROSINA)
Salah satu makalah baru berjudul "Bukti garam amonium di komet 67P sebagai penjelasan untuk penipisan nitrogen dalam koma komet." Nitrogen yang mudah menguap dalam koma pada umumnya dibawa di NH3 (Ammonia) dan HCN (Hidrogen Sianida.) Amonia dapat bergabung dengan mudah dengan asam lain seperti HCN, HNCO (Asam Isosianat) dan HCOOH (Asam Format) untuk membentuk garam amonium. Garam amonium ditemukan dalam suhu rendah di es komet dan di medium antarbintang.
Garam amonium dapat memainkan peran kunci dalam membangun blok kehidupan. Mereka dianggap sebagai prekursor untuk kehidupan, dan merupakan senyawa awal untuk molekul yang lebih kompleks seperti urea dan asam amino glisin. Tetapi mereka sulit dideteksi di ruang angkasa. Mereka mudah menguap, dan tidak stabil seperti gas, dan sinyal infra merah mereka dapat disembunyikan dan sulit dideteksi.
Gagasan bahwa komet mengandung unsur-unsur pembangun kehidupan dan memainkan semacam peran dalam menyebarkannya ke seluruh Tata Surya adalah gagasan lama. Pada tahun-tahun awalnya, Bumi dibombardir oleh komet-komet yang membawa air — dan mungkin blok-blok pembangun — ke Bumi. Pada 2016 ide itu ditegaskan kembali ketika Rosetta menemukan baik glisin dan fosfor dalam koma 67P.
Gagasan ini dikenal sebagai ans panspermia molekuler ‘dan dikatakan bahwa balok-balok pembangun kehidupan ditempa di ruang angkasa dan dimasukkan ke dalam nebula matahari. Ketika planet-planet terkondensasi keluar dari nebula itu, balok-balok pembangun ini ikut dalam perjalanan. Mereka juga didistribusikan ke seluruh Tata Surya terus menerus oleh komet dan badan lainnya.
"Menemukan garam amonium di komet sangat menarik dari sudut pandang astrobiologi," tambah Altwegg. "Penemuan ini menyoroti seberapa banyak yang dapat kita pelajari dari benda-benda langit yang menarik ini."
Ada beberapa momen dramatis di balik penemuan ini untuk Altwegg dan para ilmuwan lainnya. Mereka menggunakan data dari pendekatan terdekat Rosetta ke komet, ketika itu hanya 1,9 km (1,18 mil) di atasnya, jauh di dalam koma berdebu itu sendiri. Menempatkan pesawat ruang angkasa di posisi itu adalah manuver yang berisiko, dan mereka tidak dapat berkomunikasi dengan Rosetta pada saat itu.
"Karena lingkungan yang berdebu di komet, dan rotasi Bumi, kami tidak dapat dengan mudah berkomunikasi dengan Rosetta melalui antena kami pada saat itu dan harus menunggu sampai pagi berikutnya untuk membangun kembali hubungan komunikasi kami," kata Altwegg dalam sebuah jumpa pers.
“Tidak ada dari kita yang tidur nyenyak malam itu! Tetapi baik Rosetta dan ROSINA akhirnya berperilaku sempurna, tanpa cacat mengukur spektrum massa yang paling berlimpah dan paling beragam, dan mengungkapkan banyak senyawa yang belum pernah kita lihat pada 67P sebelumnya. "
Studi baru kedua berjudul "Deteksi inframerah organik alifatik pada inti komet." Penulis utama adalah Andrea Raponi dari INAF, Institut Nasional untuk Astrofisika di Italia. Itu berpusat pada data yang dikumpulkan dengan instrumen Rosetta's Visible dan Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS).
Dalam makalah itu, para peneliti mempresentasikan penemuan senyawa organik alifatik pada 67P. Mereka rantai hidrogen dan karbon, dan mereka juga membangun blok kehidupan. Ini adalah pertama kalinya senyawa organik ini ditemukan di permukaan inti komet.
"Di mana - dan kapan - senyawa alifatik ini berasal sangat penting, karena mereka dianggap sebagai unsur pembangun kehidupan yang penting seperti yang kita kenal," jelas penulis utama Raponi.
"Asal usul materi seperti ini ditemukan dalam komet sangat penting untuk pemahaman kita tidak hanya Tata Surya kita, tetapi sistem planet di seluruh Semesta," kata Raponi.
Panspermia Molekul Dikonfirmasi?
Blok bangunan alifatik ini tidak terbentuk di komet itu sendiri. Para ilmuwan berpikir bahwa mereka terbentuk di medium antarbintang, atau di Matahari yang masih muda.
"Penemuan yang menginspirasi seperti ini membantu kita untuk memahami lebih banyak tentang tidak hanya komet itu sendiri, tetapi juga sejarah, karakteristik, dan evolusi seluruh lingkungan kosmik kita."
Matt Taylor, Ilmuwan Proyek Rosetta ESA
Para penulis makalah kedua juga menemukan kemiripan komposisi yang kuat antara 67P dan benda-benda luar Tata Surya lainnya yang kaya karbon.
"Kami menemukan bahwa inti Comet 67P memiliki komposisi yang mirip dengan medium antarbintang, menunjukkan bahwa komet tersebut mengandung bahan presolar yang tidak berubah," kata rekan penulis studi Fabrizio Capaccioni, juga dari INAF dan peneliti utama untuk VIRTIS.
"Komposisi ini juga dimiliki oleh asteroid dan beberapa meteorit yang telah kami temukan di Bumi, menunjukkan bahwa benda-benda kuno dan berbatu ini mengunci berbagai senyawa dari awan purba yang kemudian membentuk Tata Surya."
"Ini mungkin berarti bahwa setidaknya sebagian kecil dari senyawa organik di Tata Surya awal berasal langsung dari medium antarbintang yang lebih luas - dan dengan demikian bahwa sistem planet lain mungkin juga memiliki akses ke senyawa ini," tambah Raponi.
Meskipun misi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu ketika pesawat ruang angkasa itu dikirim menabrak komet, para ilmuwan masih menyisir data dan memahaminya. Ini mencerminkan misi lain seperti misi Cassini ke Saturnus. Pesawat ruang angkasa itu dikirim ke kehancurannya lebih dari dua tahun yang lalu, dan para ilmuwan masih menerbitkan makalah baru berdasarkan datanya.
“Meskipun operasi Rosetta berakhir lebih dari tiga tahun yang lalu, ia masih menawarkan kepada kami sejumlah besar ilmu pengetahuan baru dan tetap merupakan misi yang sangat inovatif,” tambah Matt Taylor, ESA Rosetta Project Scientist.
“Studi-studi ini menangani beberapa pertanyaan terbuka dalam sains komet: mengapa komet terkuras dalam nitrogen, dan darimana komet berasal. Penemuan yang menginspirasi seperti ini membantu kita untuk memahami lebih banyak tentang tidak hanya komet itu sendiri, tetapi juga sejarah, karakteristik, dan evolusi seluruh lingkungan kosmik kita, ”kata Taylor.
Pada satu titik, NASA berunding mengirim pesawat ruang angkasa mereka sendiri ke 67P. Itu disebut CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) dan seperti namanya menjelaskan, itu akan membawa sampel kembali untuk belajar. Itu akan luar biasa. Tetapi misi itu adalah salah satu dari dua finalis dalam proses pemilihan misi. Yang lainnya adalah misi Dragonfly, yang akan mengirim pesawat rotor ke bulan Saturnus, Titan. Pada Juni 2019, misi Dragonfly dipilih daripada CAESAR.
NASA saat ini tidak memiliki misi yang direncanakan untuk komet. Tetapi ESA sedang merencanakan misi Pencegat Kometnya. Ini akan menjadi misi pertama untuk mengunjungi komet murni yang belum pernah mengunjungi Tata Surya bagian dalam sebelumnya. Target pasti belum dipilih.
Lebih:
- Siaran Pers: MEMBANGUN BLOK-BLOK KEHIDUPAN YANG TERCETAK PADA ROSETTA COMET HINT DI KOMPOSISI BIRTHPLACE ITS
- Makalah Penelitian: Bukti garam amonium dalam komet 67P sebagai penjelasan untuk penipisan nitrogen dalam koma komet
- Makalah Penelitian: Deteksi inframerah organik alifatik pada inti komet
