Как оказалось, рыхлая кометная пыль представляет собой агрегаты из более мелких частиц не только в масштабах 10 мкм – 1 мм, но и в масштабах 100 нм – 10 мкм.

Инструмент MIDAS (Micro-Imaging Dust Analysis System), установленный на АМС «Розетта», предназначен для изучения мельчайших кометных пылинок с помощью атомного силового микроскопа. Инструмент использует иглу с тончайшим наконечником, которая сканирует частицу, измерение отклонений иглы позволяет определить трехмерную форму пылинки. Определение формы и структуры частицы, в свою очередь, помогает сделать выводы о том, как частица сформировалась. Соответствующее исследование было опубликовано в журнале Nature.

[показать]
Изображения пылинок A, B и C, полученных MIDAS. Разрешение изображения – 312 нм на пиксель. Частицы A и C составлены из нескольких более мелких частиц, частица B, возможно, представляет собой единственную компактную гранулу.
Свойства кометной пыли в диапазоне размеров от 10 мкм до нескольких мм изучал инструмент COSIMA. Согласно данным, полученным этим инструментом, кометная пыль представляет собой очень пористые хрупкие и рыхлые агрегаты, составленные из частиц меньших размеров. Самое интересное, что и в гораздо меньших масштабах, в диапазоне размеров от сотен нанометров до десятков микрон эта картина остается неизменной – даже крошечные пылинки оказываются рыхлыми агрегатами, состоящими из частиц еще меньшего размера.

«Чтобы понять, как образовались кометы, нам надо понять структуру самых маленьких частиц и определить, как они сформировались, – сказал Марк Бентли (Mark Bentley), научный руководитель инструмента MIDAS и ведущий автор опубликованного исследования. – С MIDAS мы видим то же, что и с COSIMA, но на меньших масштабах – кометная пыль представляет собой агрегаты более мелких частиц, а те, в свою очередь, еще более мелких».

[показать]
Изображение частицы D с разрешением 80 нм на пиксель, полученное атомным силовым микроскопом MIDAS.
MIDAS обнаружил как маленькие плотные компактные частицы, так и пористые «пушистые» агрегаты из множества частиц. Оказалось, что кометные пылинки большей частью вытянутые – они в несколько раз длиннее в одном направлении, нежели в двух других, в хорошем согласии с поляриметрическими наблюдениями межзвездной пыли.

Одна большая пористая частица, пойманная в окрестностях кометы Чурюмова-Герасименко, оказалась полностью подобна частицам межпланетной пыли, представляющим собой рыхлые агрегаты маленьких сферических частиц. Это открытие подтверждает прямую связь межпланетной и кометной пыли.

[показать]
Изображение большой «пушистой» частицы E с разрешением 210 нм на пиксель.
Наблюдаемая фрактальная структура кометной пыли («агрегатов, состоящих из агрегатов») намекает на механизмы ее формирования, а также о том, как такие частицы формируют слабо связанный рыхлый слой на поверхности кометного ядра.

Источник: http://sci.esa.int/rosetta/58198-imaging-tiny-comet-dust-in-3d/
http://www.nature.com/nature/journal/v537/n7618/full/nature19091.html
Перевод: http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5...6e8223c0144e02fc3a54640931e96c

Анализатор пыли COSIMA впервые обнаружил твердое органическое вещество сложного состава в пыли, испускаемой кометой Чурюмова-Герасименко.

До недавнего времени вся органика, обнаруженная в окрестностях кометы посадочным аппаратом «Филы» или инструментом ROSINA на борту «Розетты», находилась в газообразном состоянии. Теперь COSIMA обнаружил сложные органические вещества в кометной пыли.

О том, что в составе кометных ядер присутствует сложная органика, ученые подозревали уже давно. Однако до «Розетты» космические аппараты пролетали мимо ядер комет на высокой скорости, и пойманные пылинки разрушались во время столкновения, делая невозможным их тщательное изучение. В отличие от предыдущих миссий «Розетта» движется относительно ядра кометы Чурюмова-Герасименко очень медленно и ловит пылинки «аккуратно», с сохранением их химического состава.

«Наш анализ показывает, что в составе кометной пыли присутствует гораздо более сложная органика, чем мы ожидали, – сказал Эрве Коттин (Hervé Cottin), один из авторов исследования. – Она настолько сложна, что мы не можем определить ее название или химическую формулу».

Из двух сотен частиц, проанализированных инструментом COSIMA, сложные органические вещества были обнаружены в семи пылинках. Соответствующее исследование было опубликовано в журнале Nature.

[показать]
Пылинки Кеннет и Джульетта, включающие в себя сложные органические вещества, были пойманы анализатором пыли COSIMA в мае и октябре 2015 года, соответственно.
Как оказалось, углерод в пылинках смешан с другими химическими элементами, такими, как натрий, магний, алюминий, кремний, кальций и железо. Он входит в состав больших макромолекулярных комплексов, аналогичных нерастворимому органическому остатку углистых хондритов, но содержащих значительно большее количество водорода. Поскольку углистые хондриты являются осколками астероидов Главного пояса, естественно предположить, что они потеряли свой водород при нагревании. В отличие от вещества астероидов, кометное вещество никогда не подвергалось сильному нагреву и сохранило водород, а потому представляет собой наиболее примитивное, не затронутое изменениями вещество, сохранившееся с момента образования Солнечной системы.

[показать]
Сравнение масс-спектров пылевых частиц Кеннет и Джульетта, полученных COSIMA, со спектрами органического вещества углистого хондрита Мёрчисон (Murchison).
Интересно, что инструменты «Розетты» фиксировали низкомолекулярную летучую органику и нелетучую органику очень большой молекулярной массы, но ничего промежуточного. Это означает, что источники сложных органических комплексов и летучей органики были разными.

Пока неизвестно, возникла ли нелетучая органика, входящая в состав пылевых частиц, в межзвездном пространстве еще до формирования Солнечной системы, или же она образовалась путем конденсации вещества в протопланетном диске. В любом случае эти частицы оставались нетронутыми в течение миллиардов лет, прошедших с эпохи образования Солнечной системы, и были испущены кометным ядром всего за несколько дней или недель до их поимки инструментом COSIMA. Новые данные подтверждают, что комета Чурюмова-Герасименко содержит примитивное вещество самых ранних этапов формирования Солнечной системы.

Источник: http://sci.esa.int/rosetta/58233-rosetta-catches-dusty-organics/
Перевод: http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5...07ec220b6bc4ff0f50205041fff5cc