«Понимание органической пыли крайне важно, поскольку такие материалы более устойчивы к разрушению во время входа в атмосферу, а некоторые, возможно, были доставлены в целости и сохранности на юную Землю, что стало причиной появления жизни, — говорит Майкл Мамма, директор Астробиологического центра Годдарда и соавтор работы. — Эти наблюдения открывают новое окно к пониманию плохо известной составляющей кометной органики».

Международная группа ученых с помощью Большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) сделала невероятные трехмерные снимки призрачных атмосфер, окружающих кометы ISON и Леммон. Эти новые наблюдения приоткрывают завесу тайны над интригующими органическими соединениями в облаках комет.

Кометы содержат некоторые из самых старых и самых нетронутых материалов в нашей Солнечной системе. Понимание их уникального химического состава может многое рассказать о рождении нашей планеты и о происхождении органических соединений, которые являются строительными блоками жизни. Наблюдения с высоким разрешением на обсерватории ALMA предоставили прекрасную трехмерную перспективу распределения молекул в атмосферах двух комет, или комах.

«Мы достигли первого в своем роде картографирования важных молекул, которые помогают нам понять природу комет», — говорит руководитель группы Мартин Кординер, астрохимик из Католического университета Америки.

Важные трехмерные наблюдения обсерватории ALMA были сделаны путем объединения двухмерных изображений высокого разрешения со спектрами высокого разрешения, полученных на базе трех важнейших органических молекул — цианистого водорода (HCN), изоцианида водорода (HNC) и формальдегида (H2CO). Эти спектры были взяты в каждой точке каждого изображения. Они определили не только присутствующие молекулы, но и их скорости, которые помогли воссоздать третье измерение, отображающее глубину кометной атмосферы.

Новые результаты показали, что газ HCN течет наружу от ядра равномерно во всех направлениях, в то время как HNC концентрирована в сгустках и струях. Разрешение ALMA позволило точно определить эти сгустки, движущиеся в разных регионах кометной комы с точность до часа. Это дало понять, что молекулы HNC и H2CO фактически образуются в коме и приводят новые доказательства того, что HNC может образоваться при прорыве крупных молекул или органической пыли.

«ALMA не только позволила определить отдельные молекулы в коме, но также дала нам возможность определить их местонахождение с высокой точностью», — говорит Энтони Ремийя, один из соавторов работы.

Изображение выше показывает выбросы органических молекул в атмосфере кометы ISON, как это увидела ALMA

Эти наблюдения также важны, поскольку скромные кометы вроде Леммона и ISON содержат относительно низкие концентрации этих важнейших молекул, что делает весьма сложным их исследование при помощи наземных телескопов. Несколько комплексных исследований такого рода проводились только на чрезвычайно ярких кометах вроде Хейла-Боппа.

Визуализация трехмерного распределения органических молекул HCN в атмосфере кометы Леммона

«Достигнутая в результате работы высокая чувствительность прокладывает путь для наблюдения за сотнями тусклых или удаленных комет, — говорит Стефани Майлам из центра Годдарда, также соавтор работы. — Эти выводы показывают, что должна быть также предусмотрена возможность отображения более сложных молекул, которые до сих пор ускользали от обнаружения в кометах».