Stikstof van komeet 67P zit verstopt in ammoniumzouten, een bouwsteen van leven

Het is alweer een poosje geleden dat de Europese ruimteverkenner Rosetta om komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko draaide en daar uitgebreid onderzoek naar deed, maar nog steeds worden er verrassende resultaten geboekt op basis van de waarnemingen die tussen augustus 2014 en september 2016 werden gedaan aan 67P, zoals de komeet kortweg wordt genoemd. Nu blijkt bijvoorbeeld waarom het lijkt alsof de coma van de komeet, zo heet het gasvormige omhulsel om de komeetkern heen, geen stikstof bevat. Kometen hebben een kern bestaande uit ijs en stof, waaruit materiaal sublimeert wanneer het wordt verwarmd door zonlicht en zo ontstaat die coma. Zo’n coma bevat een mix van moleculen die grotendeels overeenkomen met theoretische voorspellingen, met één opmerkelijke uitzondering: stikstofgas, dat meestal in veel kleinere hoeveelheden aanwezig is dan verwacht. Onderzoek met het Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA) instrument heeft nu laten zien hoe dat kan. Het blijkt namelijk dat de coma wel degelijk stikstof bevat, alleen dat het verscholen zit in ammoniumzouten.

Ammoniak, een molecuul bestaande uit één stikstof- en drie waterstofatomen, is een van de belangrijkste dragers van vluchtige stikstof en combineert gemakkelijk met verschillende zuren (zoals HCN, HNCO en HCOOH) om zouten te vormen – alsof je in de kosmische keuken aan ’t kokerellen bent. Van de ammoniumzouten wordt gedacht dat ze de basis vormen voor veel complexere verbindingen, zoals ureum en glycine, verbindingen die bekend staan als voorlopers van het leven zoals we dat op aarde kennen. ROSINA zag die ammoniumzouten pas toen Rosetta van zeer dichtbij over 67P vloog, dat was in september 2016, net voordat ‘ie crashte op de komeet, toen de afstand slechts 1,9 km bedroeg. Het spectrum van de coma wat toen kon worden gemeten zie je hieronder.

Het lijkt er op dat in het het ijs van 67P vijf verschillende ammoniumzouten zijn aangetroffen en dat die allen het ontbrekende stikstof bevatten. Alleen wanneer de komeet dichtbij de zon komt gaan die zouten sublimeren en komen ze in gasvorm in de coma terecht, waar ze alleen van dichtbij waar te nemen zijn, zoals september 2016 gebeurde met Rosetta.

Verder bleek op basis van waarnemingen gedaan met de Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) aan boord van Rosetta dat de coma ook allerlei soorten koolwaterstof bevat, ketens van waterstof en koolstof, die ook wel bekend staan als ‘organic aliphatic compounds’ – voor het eerst dat deze op de oppervlak van komeetkernen zijn aangetroffen. Ook deze ketens zijn bekend als de bouwstenen van leven. Uit het onderzoek met VIRTIS komt naar voren dat de samenstelling van de komeet dezelfde is als die van het interstellaire medium, zoals te zien is in de afbeelding hierboven. Dat laat zien dat de komeet bestaat uit ‘presolair’ materiaal, materiaal dat al bestond voordat het zonnestelsel ontstond.

Van kometen weten we dat ze zich vooral ophouden in de koude buitenregionen van het zonnestelsel. Daar vandaan brengen zij allerlei materialen naar de binnenste regionen van het zonnestelsel. De zogeheten panspermie-theorie stelt dat op die manier de bouwstenen van leven naar de aarde zijn gebracht en dat zij aan de basis stonden van het ontstaan van leven op aarde. In Nature Astronomy verschenen vorige week twee artikelen over de waarnemingen van ammoniumzouten en koolwaterstoffen in de coma van 67P:

• “Evidence of ammonium salts in comet 67P as explanation for the nitrogen depletion in cometary comae” door K. Altwegg et al.
• “Infrared detection of aliphatic organics on a cometary nucleus” door A. Raponi et al.

Bron: ESA.