Komplexe organische Moleküle im Kometen 21P / Giacobini-Zinner entdeckt

 -  Aktuelles aus der Astronomie
Kometen sind unberührte Überreste aus dem frühen Sonnensystem. Kometen bestehen hauptsächlich aus Eis und Staub, sind aber auch reich an organischen Materialien. Wenn "komplexe" organische Moleküle, wie Aminosäuren in Kometen und Meteoroiden kometären Ursprungs angereichert sind, könnten die Meteoritenschauer der alten Erde Wasser und komplexe organische Materialien geliefert haben. (Illustration eines Künstlers. Bildnachweis: Kyoto Sangyo University)

Mithilfe der gekühlten Mittelinfrarotkamera und des Spektrometers (COMICS) des Subaru-Teleskops haben Astronomen zusätzlich zu den thermischen Emissionen von Silikat und Kohlenstoff eine nicht identifizierte Infrarotemissionsbande des Kometen 21P / Giacobini-Zinner (im Folgenden: Komet 21P / GZ) festgestellt können. Diese nicht identifizierten Infrarotemissionen sind wahrscheinlich auf komplexe organische Moleküle zurückzuführen, sowohl aliphatische als auch aromatische Kohlenwasserstoffe, die mit N- oder O-Atomen verunreinigt sind. In Anbetracht der Eigenschaften des Staubes und der organischen Moleküle könnte der Komet 21P / GZ von der Umfangsscheibe eines riesigen Planeten (wie Jupiter oder Saturn) stammen, auf dem er wärmer war als die typischen kometenbildenden Regionen.

Der Komet 21P / GZ ist ein Komet der Jupiter-Familie mit einer Umlaufzeit von etwa 6,6 Jahren und wird als Mutterkörper des Oktober-Draconiden-Meteoritenschauers angesehen. Im Vergleich zu anderen Kometen ist dieser Komet in Bezug auf seinen flüchtigkeits-Gehalt (angegeben in Kohlenstoffkettenmolekülen, NH2 und leichtflüchtigen Spezies) und die Eigenschaften ihrer Staubkörner und wird als "GZ-Typ" (~ 6% der untersuchten Kometen) eingestuft. Basierend auf früheren Studien wurde vorgeschlagen, dass der Komet 21P / GZ aus einer anderen Region stammt als andere Kometen, aber wir hatten keine Informationen über die spezifische Region auf der Protoplanetenscheibe. Ein negativer Trend der linearen Polarisation im optischen Wellenlängenbereich wird auch für das Staubkontinuum des Kometen 21P / GZ berichtet. Es wird vermutet, dass dieser negative Wellenlängengradient der Polarisation durch einen höheren Gehalt an organischen Materialien in den Staubkörnern von 21 P / GZ erklärt werden könnte. Wenn komplexe organische Moleküle wie Aminosäuren im Kometen 21P / GZ und in den Meteoroiden der Oktober-Draconiden angereichert sind, könnte dieser Meteorschauer der alten Erde komplexe organische Materialien geliefert haben. Komplexe hochmolekulare organische Moleküle wurden jedoch bei Kometen nie eindeutig nachgewiesen, außer bei Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko durch die in-situ-Messungen der Rosetta-Sonde. Wie viel und wie komplex organische Moleküle im Kometen 21P / GZ enthalten sind, ist noch offen.

Ein Team von Astronomen des Instituts für Weltraum- und Astronautikwissenschaft, der japanischen Agentur für Luft- und Raumfahrt (ISAS / JAXA), der Kyoto Sangyo-Universität (KSU), des japanischen National Astronomical Observatory (NAOJ) und der Okayama University of Science (OUS) führte Infrarotspektroskopische und bildgebende Beobachtungen des Kometen 21P / GZ unter Verwendung von COMICS am 5. Juli 2005 (als der Komet 1,04 au von der Sonne entfernt war, in der Nähe seines Perihels) durch. Das erhaltene Spektrum des Kometen 21P / GZ zeigt Emissionspeaks von kristallinen Silikatkörnern, die üblicherweise auch in vielen anderen Kometen zu sehen sind. Zusätzlich zu diesen Silikatmerkmalen stellten die Forscher fest, dass das Spektrum des Kometen 21P / GZ nicht identifizierte Infrarotemissionsmerkmale aufweist.

Komet 21P / GZ ist mit komplexen organischen Molekülen angereichert. Die Anreicherung komplexer organischer Moleküle erfordert eine warme Temperatur oder eine hochenergetische Partikelumgebung um den Kometen im frühen Solarnebel. Das Vorhandensein dieser komplexen organischen Moleküle legt nahe, dass der Komet 21P / GZ aus einer wärmeren Region in der Protoplanetenscheibe stammt als die typische kometenbildende Region. In Anbetracht dessen, dass der abgeleitete Massenanteil kristalliner Silikate im Kometen 21P / GZ typisch für Kometen ist, schlugen wir vor, dass der Komet von der Umfangsplanetenscheibe eines riesigen Planeten (wie Jupiter oder Saturn) stammt, auf dem er wärmer war als die typische kometenbildende Region (5–30 au von der Sonne) und die Bildung komplexer organischer Moleküle möglich war. Kometen von zirkumplanetaren Scheiben könnten mit komplexen organischen Molekülen angereichert sein, ähnlich wie der Komet 21P / GZ.

 

Diese Ergebnisse wurden am 18. November 2019 in Icarus (Ootsubo et al., "Unidentified Infrared Emission Features im mittleren Infrarotspektrum von Comet 21P / Giacobini-Zinner" ) veröffentlicht. Dieses Forschungspapier ist auch als Preprint (Ootsubo et al., ArXiv: 1910.03485) auf arxiv.org erhältlich. Diese Studie wird finanziell unterstützt durch das von MEXT unterstützte Programm für die Strategic Research Foundation an privaten Universitäten, 2014-2018 (Nr. S1411028). TO wird unterstützt von JSPS KAKENHI Grants-in-Aid für wissenschaftliche Forschung (C) JP17K05381 und (A) JP19H00725.

Quella: https://subarutelescope.org/Pressrelease/2019/11/18/index.html

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