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    Rompecabezas sobre nitrógeno resuelto gracias a análogos cometarios

    El gas y el polvo se elevan desde la superficie de "Chury" cuando el cometa se acerca al punto de su órbita más cercano al sol. Crédito:ESA / Rosetta / NAVCAM

    Uno de los componentes básicos de la vida es el nitrógeno. Un consorcio internacional pudo detectar sal de amonio que contiene nitrógeno en la superficie cometaria de Chury gracias a un método que utiliza análogos del material del cometa. El método en el que se basa el estudio sobre la detección de sal de amonio se desarrolló en la Universidad de Berna.

    Los cometas y asteroides son objetos de nuestro sistema solar que no se han desarrollado mucho desde que se formaron los planetas. Como resultado, son en cierto sentido los archivos del sistema solar, y determinar su composición también podría contribuir a una mejor comprensión de la formación de los planetas.

    Una forma de determinar la composición de asteroides y cometas es estudiar la luz solar reflejada por ellos, ya que los materiales de su superficie absorben la luz solar en determinadas longitudes de onda. Hablamos del espectro de un cometa, que tiene ciertas características de absorción. VIRTIS (Visible, Espectrómetro de imágenes térmicas e infrarrojas) a bordo de la sonda espacial Rosetta de la Agencia Espacial Europea (ESA) cartografió la superficie del cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko, conocido como Chury para abreviar, desde agosto de 2014 hasta mayo de 2015. Los datos recopilados por VIRTIS mostraron que la superficie del cometa es uniforme en casi todas partes en términos de composición:la superficie es muy oscura y de color ligeramente rojo, debido a una mezcla de complejos, compuestos carbonosos y minerales opacos. Sin embargo, La naturaleza exacta de los compuestos responsables de las características de absorción medidas en Chury ha sido difícil de establecer hasta ahora.

    Comparación del espectro del cometa artificial que contiene sal de amonio (en rojo) con el espectro de la superficie del cometa "Chury" (en negro). El núcleo del cometa tiene unos 4 km de largo. Crédito:(imagen superior izquierda) ESA / Rosetta / NAVCAM - CC BY-SA IGO 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/igo/). El cometa artificial se produce en el laboratorio en un recipiente de 5 cm de diámetro (imagen inferior izquierda) Poch et al., 2020).

    El análogo cometario proporcionó la solución al rompecabezas

    Para identificar qué compuestos son responsables de las características de absorción, Investigadores dirigidos por Olivier Poch del Instituto de Planetología y Astrofísica de la Université de Grenoble Alpes llevaron a cabo experimentos de laboratorio en los que crearon análogos cometarios y simularon condiciones similares a las del espacio. Poch había desarrollado el método junto con investigadores de Berna cuando todavía trabajaba en el Instituto de Física de la Universidad de Berna. Los investigadores probaron varios compuestos potenciales en los análogos cometarios y midieron sus espectros, tal como lo había hecho el instrumento VIRTIS a bordo de Rosetta con la superficie de Chury. Los experimentos mostraron que las sales de amonio explican características específicas en el espectro de Chury.

    Antoine Pommerol del Instituto de Física de la Universidad de Berna es uno de los coautores del estudio, que ahora se publica en Ciencias . Explica:"Mientras Olivier Poch trabajaba en la Universidad de Berna, Desarrollamos conjuntamente métodos y procedimientos para crear réplicas de las superficies de los núcleos cometarios. "Las superficies se alteraron sublimando el hielo en ellas en condiciones espaciales simuladas". Estas simulaciones de laboratorio realistas nos permiten comparar los resultados de laboratorio y los datos registrados por los instrumentos en Rosetta u otras misiones de cometas. El nuevo estudio se basa en estos métodos para explicar la característica espectral más fuerte observada por el espectrómetro VIRTIS con Chury, "Pommerol continúa. Nicolas Thomas, Director del Instituto de Física de la Universidad de Berna y también coautor del estudio, dice:"Nuestro laboratorio en Berna ofrece la oportunidad ideal para probar ideas y teorías con experimentos que han sido formulados sobre la base de datos recopilados por instrumentos en misiones espaciales. Esto asegura que las interpretaciones de los datos sean realmente plausibles".

    Receta para producir una superficie cometaria artificial en el laboratorio. Las partículas de polvo de hielo se ponen al vacío y a baja temperatura. El hielo se sublima, dejando una capa de polvo poroso en la superficie. Crédito:Poch et al. Ciencia (2020)

    Bloque de construcción vital se "esconde" en sales de amonio

    Los resultados son idénticos a los del espectrómetro de masas de Berna ROSINA, que también había recopilado datos sobre Chury a bordo de Rosetta. Un estudio publicado en Astronomía de la naturaleza en febrero bajo el liderazgo de la astrofísica Kathrin Altwegg fue la primera en detectar nitrógeno, uno de los pilares básicos de la vida, en la nebulosa cubierta de cometas. Se había "escondido" en la nebulosa cubierta de Chury en forma de sales de amonio, cuya ocurrencia no se pudo medir hasta ahora.

    Superficie cometaria artificial (5 cm de diámetro) hecha de minerales opacos y sales de amonio. Las partículas se mueven en el flujo de gas producido por la sublimación del hielo de agua ubicado debajo. Crédito:Olivier Poch, UGA, CNES, CNRS
    Superficie cometaria artificial (5 cm de diámetro) producida en el laboratorio del IPAG, después de la sublimación de finas partículas de hielo de agua mezcladas con minerales opacos en una cámara de simulación. Crédito:Olivier Poch, UGA, CNES, CNRS

    Aunque la cantidad exacta de sal aún es difícil de estimar a partir de los datos disponibles, es probable que estas sales de amonio contengan la mayor parte del nitrógeno presente en el cometa Chury. Según los investigadores, los resultados también contribuyen a una mejor comprensión de la evolución del nitrógeno en el espacio interestelar y su papel en la química prebiótica.


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