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    El telescopio Subaru detecta la banda de emisión del infrarrojo medio de moléculas orgánicas complejas en el cometa 21P / Giacobini-Zinner

    Figura 1:Los cometas son vestigios prístinos del Sistema Solar primitivo. Los cometas están compuestos principalmente de hielo y polvo. pero también se sabe que son ricos en materiales orgánicos. Si las moléculas orgánicas "complejas" como los aminoácidos se enriquecen en los cometas y los meteoroides de origen cometario, las lluvias de meteoritos podrían haber entregado agua y materiales orgánicos complejos a la Tierra antigua. Crédito:Universidad Sangyo de Kyoto

    Usando la cámara y el espectrómetro de infrarrojos medios refrigerados (COMICS) en el telescopio Subaru, Los astrónomos han detectado una banda de emisión infrarroja no identificada del cometa 21P / Giacobini-Zinner (en adelante, cometa 21P / G-Z) además de las emisiones térmicas de los granos de silicato y carbono. Es probable que estas emisiones infrarrojas no identificadas se deban a moléculas orgánicas complejas, hidrocarburos alifáticos y aromáticos, contaminado por átomos de N o de O. Considerando las propiedades del polvo y las moléculas orgánicas, el cometa 21P / G-Z podría haberse originado en el disco circumplanetario de un planeta gigante (como Júpiter o Saturno) donde era más cálido que las regiones típicas de formación de cometas.

    El cometa 21P / G-Z es un cometa de la familia de Júpiter con un período orbital de aproximadamente 6,6 años y se cree que es el cuerpo padre de la lluvia de meteoros de las Draconidas de octubre. Comparado con otros cometas, este cometa es peculiar en términos de su contenido volátil (empobrecido en moléculas de cadena de carbono, NH2, y especies altamente volátiles) y las propiedades de sus granos de polvo, y se clasifica como "tipo G-Z" (~ 6% de los cometas encuestados). Basado en estudios previos, Se propuso que el cometa 21P / G-Z se originó en una región diferente a la de otros cometas, pero no teníamos ninguna información sobre la región específica en el disco protoplanetario. También se informa de una tendencia negativa de polarización lineal en la región de longitud de onda óptica para el continuo de polvo del cometa 21P / G-Z. Se sugiere que este gradiente de polarización de longitud de onda negativa podría explicarse por un mayor contenido de materiales orgánicos en los granos de polvo de 21P / G-Z. Si moléculas orgánicas complejas como los aminoácidos se enriquecen en el cometa 21P / G-Z y en los meteoroides de las Dracónidas de Octubre, esta lluvia de meteoritos pudo haber entregado materiales orgánicos complejos a la Tierra antigua. Sin embargo, Las moléculas orgánicas complejas de alto peso molecular nunca se han detectado claramente en los cometas. excepto en el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko por las mediciones in situ de la nave espacial Rosetta. La cantidad y el complejo de moléculas orgánicas que contiene el cometa 21P / G-Z sigue siendo una pregunta abierta.

    Un equipo de astrónomos del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas, Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (ISAS / JAXA), Universidad de Kyoto Sangyo (KSU), Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), y la Universidad de Ciencias de Okayama (OUS) realizaron observaciones espectroscópicas y de imágenes de infrarrojo medio del cometa 21P / G-Z utilizando COMICS el 5 de julio de UT, 2005 (cuando el cometa estaba a 1.04 au del Sol, cerca de su perihelio). El espectro obtenido del cometa 21P / G-Z muestra picos de emisión de granos de silicato cristalino, que generalmente también se ven en muchos otros cometas. Además de estas características de silicato, los investigadores encontraron que el espectro del cometa 21P / G-Z exhibe características de emisión infrarroja no identificadas, que podría atribuirse a una mezcla de hidrocarburos alifáticos y aromáticos (tales como hidrocarburos aromáticos policíclicos o carbonos amorfos hidrogenados contaminados por átomos de N u O).

    El cometa 21P / G-Z está enriquecido en moléculas orgánicas complejas. El enriquecimiento de moléculas orgánicas complejas requiere una temperatura cálida o un entorno de partículas de alta energía alrededor del cometa en la nebulosa solar temprana. La presencia de estas moléculas orgánicas complejas sugiere que el cometa 21P / G-Z se originó en una región más cálida en el disco protoplanetario que la región típica de formación de cometas. Teniendo en cuenta que la fracción de masa derivada de los silicatos cristalinos en el cometa 21P / G-Z es típica de los cometas, Proponemos que el cometa se originó a partir del disco circumplanetario de un planeta gigante (como Júpiter o Saturno) donde era más cálido que la región típica de formación de cometas (5-30 au del Sol) y era adecuado para la formación de moléculas orgánicas complejas. . Los cometas de discos circumplanetarios podrían estar enriquecidos en moléculas orgánicas complejas, similar al cometa 21P / G-Z, y puede haber proporcionado moléculas prebióticas a la Tierra antigua por impacto directo o lluvias de meteoritos.

    • Figura 2:Cometa 21P / Giacobini-Zinner observado en la óptica el 22 de agosto, 2018. Crédito:Michael Jaeger

    • Figura 3:Espectros de cometas normalizados en el infrarrojo medio del cuerpo negro. El espectro del cometa 21P / G-Z (círculos negros rellenos) es diferente al de otros cometas, y exhibe características de emisión de infrarrojos no identificadas. Las características en ~ 8.2 micrones, ~ 8,5 micrones, y ~ 11,2 micrones podrían atribuirse a HAP (o HAC) contaminados por átomos de N u O, aunque parte de la característica de ~ 11,2 micrones proviene del olivino cristalino. La característica de ~ 9.2 micrones podría originarse a partir de hidrocarburos alifáticos. Crédito:Ootsubo et al.




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