Zelfs drie jaar na het einde van de Rosetta-missie heeft komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko nog steeds niet al zijn geheimen prijsgegeven. Kort voor het einde van de missie kwam een komeetdeeltje terecht in de inlaatopening van het ROSINA/DFMS instrument dat bedoeld was om enkel komeetgas te bestuderen. Daarbij ontdekten de onderzoekers, inclusief wetenschappers van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) dat ROSINA/DFMS hielp bouwen, minder vluchtige stoffen die bekendstaan als “ammoniumzouten”. Deze ontdekking verklaart waarom kometen zo weinig stikstof lijken te bevatten: het stikstof zit gevangen in deze stoffen die moeilijk van op Aarde gedetecteerd kunnen worden. Ammoniumzouten zijn bijzonder intrigerend omdat ze mee aan de basis liggen van de bouwstenen van het leven.
Een risicovol avontuur voor Rosetta
Drie jaar geleden beëindigde de ruimtesonde Rosetta van het Europese Ruimtevaartagentschap ESA zijn studie van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko met een zachte crash op het komeetoppervlak. Wetenschappers zijn ondertussen nog steeds bezig met het uitpluizen van de metingen. Zo verschijnt er vandaag (maandag 20 januari 2020) een opmerkelijke studie in Nature Astronomy over de chemische samenstelling van de komeet. De twee jaar durende reis van Rosetta nabij komeet 67P vormde een grote uitdaging: Rosetta mocht niet te dicht bij de komeet komen omdat anders het navigatiesysteem in de war dreigde te raken door de vele stofdeeltjes in de buurt. Maar naar het einde van de missie toe durfde ESA meer risico te nemen om de komeet van dichterbij te onderzoeken. Dit was vooral belangrijk voor de ROSINA/DFMS massaspectrometer die vlak bij de komeet het gas afkomstig van het komeetoppervlak beter kon “opsnuiven” en zo de samenstelling ervan nauwkeuriger kon bepalen.
Een gevaarlijk incident leidt tot een onverwachte ontdekking
Maar op 5 september 2016 – op net geen 2 kilometer boven het komeetoppervlak – drong een komeetdeeltje binnen in het ROSINA/DFMS instrument. Dit had het instrument onherstelbaar kunnen beschadigen, maar gelukkig kwam het niet zover. Integendeel, dit zorgde voor unieke metingen. Alle vluchtige en ook minder vluchtige stoffen in het komeetdeeltje begonnen te verdampen, en de samenstelling van dat gas werd door ROSINA/DFMS gemeten. Daarbij werd de aanwezigheid van ammoniumzouten ontdekt, vooral dan ammoniumchloride (NH4Cl). Dit zout is verwant aan keukenzout (natriumchloride, NaCl, waarin natrium vervangen is door ammonium). Ammoniumzouten kunnen een belangrijke rol spelen bij het vormen van de bouwstenen voor het leven. Het gaat om de zoveelste ontdekking met het ROSINA/DFMS instrument waarvoor België het detectiesysteem heeft gebouwd (BIRA in Ukkel, IMEC in Leuven, OIP in Oudenaarde).
Waarom is deze ontdekking zo opmerkelijk?
De betrokken onderzoekers van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie zijn enthousiast over deze ontdekking om verschillende redenen. “Het ROSINA/DFMS instrument was bedoeld om de vluchtige gassen die van de komeet ontsnappen te meten, zoals water, CO, CO2 en dergelijke. Daarnaast beschikte Rosetta over andere instrumenten die het stof van de komeet onderzochten (zeg maar, kleine rotsdeeltjes, die niet verdampen). Maar doordat er een komeetdeeltje in de inlaat van ROSINA/DFMS kwam vast te zitten en daar opwarmde, kregen we voor het eerst de minder vluchtige bestanddelen te zien.” zegt Johan De Keyser, die het komeetonderzoek aan het BIRA leidt. “Zoals veel kometen leek Churyumov-Gerasimenko weinig stikstof te bevatten. Nochtans is stikstof niet zeldzaam in het zonnestelsel. Bedenk dat stikstof het hoofdbestanddeel is van de lucht die we inademen. Welnu, nu blijkt dat in kometen stikstof verstopt zit in die ammoniumzouten. Er is verder kwantitatief onderzoek nodig, maar het lijkt erop dat een prangend vraagstuk in de komeetwetenschap daarmee opgelost is.” Eerder ontdekten de Belgische onderzoekers de aanwezigheid van chloor in de komeet. Frederik Dhooghe: “Het was voor ons duidelijk dat chloor vervat zit in waterstofchloride (HCl), maar er leek méér chloor aanwezig te zijn dan je zou verwachten op basis van de hoeveelheid waterstofchloride alleen. Nu weten we dat ook ammoniumchloride een bijdrage kan leveren aan het gemeten chloorgehalte.”
Dit onderzoek werd financieel gesteund door het Belgisch Federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO).
Bron: BIRA
