Nye analyser: Philae sniffede acetone på kometen

Det gik ikke helt som planlagt, da den europæiske rumsonde Rosetta sendte landingsmodulet Philae ned til overfladen af kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko tilbage i november 2014.

Philae endte nemlig et skyggefuldt sted, hvor dens solceller ikke kunne levere nok strøm til instrumenterne, så landeren nåede kun at sende videnskabelige data tilbage i et par dage, før den blev stille.

Siden har Philae kortvarigt ladet høre fra sig, men det er ikke blevet til flere data fra de videnskabelige instrumenter. Forskerne har måtte nøjes med de data, som landeren sendte hjem til at starte med, men dem har de nu også fået en hel del ud af – faktisk så meget, at det nu er blevet til hele syv artikler i et særnummer af det anerkendte videnskabelige tidsskrift Science.

Blandt andet har forskerne fundet spor efter 16 forskellige kemiske forbindelser, hvoraf de fleste er organiske, altså bygget op omkring kulstofatomer. Det fortæller Søren Vrønning Hoffmann, der er seniorforsker ved Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet, og som følger missionen tæt:

»Det er ikke overraskende, at Philae har fundet sådan noget som vand og metan, men der er også mange kvælstofholdige forbindelser. Desuden er der fire organiske forbindelser, der aldrig før er observeret i forbindelse med kometer – blandt dem acetone, som man jo kender fra neglelakfjerner.«

Byggestenene til liv

Ud over acetone (CH3COCH3) er det isocyanomethan (CH3NCO), propanal (C2H5CHO) og acetamid (CH3CONH2), man ikke tidligere har set spor efter, når man har kigget på kometstøv eller analyseret kometer på afstand.

»Det er forholdsvis komplekse molekyler, og jeg hæfter mig specielt ved, at vi faktisk har at gøre med byggestenene til aminosyrer og biologiske molekyler som RNA og DNA,« siger Søren Vrønning Hoffmann.

Kometer er ikke mindst værd at studere, fordi de måske kan have bragt nogle af de kemiske forbindelser, der har været nødvendige for livets opståen, her til Jorden. Hvordan forbindelserne så er blevet kombineret til biologiske molekyler, der er i stand til at reproducere sig selv, er stadig en af videnskabens største gåder.

Forskerne har været særligt spændte på, om Philae ville finde særlige organiske forbindelser, der kaldes aminosyrer, og som er vigtige for alt liv – og om der i så fald ville være tale om aminosyrer præcis som dem, der bliver brugt til livet her på Jorden. Men det er vi ikke blevet klogere på, lyder det fra Søren Vrønning Hoffmann:

»Der kunne godt have været aminosyrer, men prøven var simpelthen for lille til at afgøre det.«

Ingen boreprøver – kun lidt støv

Det var meningen, at Philae skulle have boret prøver op, og så skulle boreprøverne være analyseret i instrumentet COSAC, der ikke mindst skulle lede efter aminosyrer. Hvis der blev identificeret aminosyrer, kunne instrumentet endda have fundet ud af, om aminosyrerne på kometen var præcis som i levende organismer her på Jorden.

Boreprøver blev det dog ikke til, for Philae landede skævt, så boret ikke kunne nå. I stedet måtte forskerne klare sig med en smule støv, som tilfældigt blev hvirvlet op i instrumentet, da landingsmodulet tumlede hen over overfladen af kometkernen.

Det var begrænset, hvad der kunne udledes af den lille mængde støv, og det var altså umuligt at måle aminosyrer, siger Søren Vrønning Hoffmann:

»De forskellige organiske molekyler, der er fundet på kometen, er sandsynligvis dannet ud fra vand, metan, kulilte og ammoniak, når disse simple molekyler er blevet ramt af ultraviolet lys fra Solen og kosmisk stråling. Om der så også er dannet aminosyrer, det ved vi ikke – vi mangler lige det sidste bevis.«

»Men vi håber selvfølgelig på, at landeren kommer til live igen og kan levere flere data.«

Data fra et andet instrument ved navn Ptolemy tyder i øvrigt på, at der også er dannet en polymer – en form for plast – på overfladen af kometkernen. Det understreger, at der kan findes organiske kemi i mange forskellige afskygninger på kometer, og måske kan polymerer også have spillet en rolle ved livets opståen.

Både blød og hård

Forskerne vil gerne vide, hvordan de første objekter i Solsystemet så ud, og netop studiet af kometer som 67P/Churyumov–Gerasimenko kan gøre dem meget klogere på det punkt. En del af instrumenterne på Philae er da også blevet brugt til at røbe kometens fysiske egenskaber – hvad den består af.

Ved at analysere data fra et accelerometer og en støddæmper har forskerne fundet ud af, at Philae først landede på en blød, kornet overflade i et område kaldet Agilkia. Her sørgede et mindst 20 cm tykt lag af porøs is og støv i første omgang for en ganske blød landing.

Det var meningen, at små raketdyser og harpuner skulle holde Philae fast på overfladen, men systemerne virkede ikke, så landingsmodulet tumlede videre og lagde sig til sidst til hvile efter et par timer i et område, som forskerne har døbt Abydos. Her er underlaget til gengæld meget hårdt og stift, viser dataene.

På grund af underlagets uventede hårdhed lykkedes det ikke at få hamret et termometer ned i overfladen, men forskerne kunne bruge data fra en infrarød sensor højere oppe på Philae til at finde ud af, at dagtemperaturen på 67P/Churyumov–Gerasimenko varierer mellem -183 og -143 grader celsius.

Tre fjerdedele ingenting

For at undersøge, hvordan kometkernen er bygget op indvendigt, blev der sendt radiobølger fra Philae til rumsonden Rosetta. Radiobølgerne spredte sig ikke særlig meget på vejen gennem kometkernen, og det tyder på, at i hvert fald hovedet af kometen – hvis man ser den som en stor badeand – er ensartet i opbygningen.

Radioeksperimentet CONSERT røbede også, at kometkernen består af et porøst materiale – sandsynligvis en blanding af støv og is – hvor mellem 75 og 85 procent er det rene ingenting.

Billeder fra kameraerne på Philae viser en kompleks overfladestruktur med masser af revner og mange forskellige klippelignende formationer i forskellige størrelser.

Det ser ikke ud til, at kometkernen har været påvirket af kræfter udefra og for eksempel har været smeltet af varmen fra Solen, for så ville overfladen være mere jævn. Disse data understøtter, at 67P/Churyumov–Gerasimenko så at sige er et uberørt efterladenskab fra Solsystemets tidlige barndom.

Helt uforstyrret har kometkernen dog ikke været. Små støv- og gruspartikler sendes op, når is fordamper fra overfladen, og når partiklerne falder ned igen, skaber de mønstre omkring ‘klippeblokke’, der stikker op rundt omkring på kometkernen.

Det ser nærmest ud, som om der har været vind på spil, hvilket altså ikke er tilfældet.