“Kejutan besar!” Uap logam berat secara tak terduga ditemukan di komet di seluruh tata surya kita – dan sekitarnya

Deteksi logam berat di atmosfer Komet C / 2016 R2

Deteksi logam berat besi (Fe) dan nikel (Ni) dalam atmosfer berkabut sebuah komet diilustrasikan pada gambar ini, yang memiliki spektrum cahaya C / 2016 R2 (PANSTARRS) di kiri atas yang ditumpangkan pada citra nyata. Gambar komet yang diambil oleh Teleskop SPECULOOS di Observatorium Paranal ESO. Setiap lambang putih dalam spektrum mewakili elemen yang berbeda, dengan elemen besi dan nikel masing-masing ditunjukkan dengan garis biru dan oranye. Spektrum semacam itu dimungkinkan berkat instrumen UVES pada VLT ESO, spektrometer resolusi tinggi yang menyebarkan garis sedemikian rupa sehingga dapat diidentifikasi secara individual. Selain itu, sinar UV tetap sensitif hingga panjang gelombang 300 nm. Sebagian besar garis besi-nikel penting muncul pada panjang gelombang sekitar 350 nm, yang berarti bahwa kemampuan UVES sangat penting dalam membuat penemuan ini. Kredit: ESO / L. Kalsada, Tim SPECULOOS / E. Jehen, Manfred, dkk.

Studi baru oleh tim Belgia menggunakan data dari European Southern Observatory Teleskop yang sangat besar (Yang – yang manaVLT) menunjukkan bahwa besi dan nikel hadir di atmosfer komet di seluruh tata surya kita, bahkan yang jauh dari matahari. Sebuah studi terpisah oleh tim Polandia, yang juga menggunakan data ESO, melaporkan bahwa uap nikel juga terdapat di es antarbintang komet 2I / Borisov. Ini adalah pertama kalinya logam berat, biasanya terkait dengan lingkungan panas, ditemukan di iklim dingin komet jauh.

“Penemuan atom besi dan nikel di atmosfer semua komet yang kami amati dalam dua dekade terakhir adalah kejutan besar, sekitar 20 di antaranya, dan bahkan di daerah yang jauh dari matahari di lingkungan ruang angkasa yang dingin,” kata Jane , Manfred dari Universitas Liège, Belgia, yang memimpin studi baru tentang Komet Tata Surya yang diterbitkan hari ini (19 Mei 2022) di alam.


Video ini diawali dengan pemutaran animasi Komet C / 2016 R2 (PANSTARRS) yang dibuat dengan menggunakan gambar nyata yang ditangkap oleh Teleskop SPECULOOS di Observatorium Paranal ESO. Video tersebut kemudian diperbesar di atas komet biru. Dalam studi baru yang menggunakan instrumen UVES pada Very Large ESO Telescope, sebuah tim menemukan atom logam berat di atmosfer bagian dalam komet, sebuah penemuan yang diperlihatkan di akhir video. Di sana kita melihat spektrum komet dan terutama garis besi (besi, biru) dan nikel (nikel, oranye), yang menunjukkan adanya dua unsur ini di atmosfer komet. Kredit: ESO / L. Calsada / M. Kornmesser, Tim SPECULOOS / E. Jehen, Manfred, dkk.

Para astronom tahu bahwa logam berat ditemukan di interior komet yang berdebu dan berbatu. Namun, karena mineral padat tidak “menyublim” (menjadi gas) pada suhu yang lebih rendah, mereka tidak menyangka akan menemukannya di atmosfer komet dingin yang bergerak lebih jauh dari matahari. Sejauh ini, asap nikel dan besi telah terdeteksi di komet yang telah diamati lebih dari 480 juta kilometer dari matahari, lebih dari tiga kali jarak antara Bumi dan Matahari.

Deteksi nikel di atmosfer komet antarbintang 2I / Borisov

Deteksi nikel (Ni) dalam atmosfer berkabut dari komet antarbintang 2I / Borisov digambarkan dalam gambar ini, yang menunjukkan spektrum cahaya komet di kanan bawah yang ditumpangkan pada gambar sebenarnya dari komet yang ditangkap oleh Large Very Telescope milik ESO ( VLT) pada akhir 2019. Ke garis nikel dengan garis oranye. Spektrum diperoleh dengan instrumen X-shooter pada Telescope Module 2 (UT2, Kueyen) pada VLT ESO, yang memisahkan berkas cahaya yang masuk ke dalam panjang gelombang komponennya (setara dengan warna). Dengan kemampuan untuk memperoleh data dari inframerah dekat ke panjang gelombang ultraviolet secara bersamaan, X-shooter adalah salah satu alat optik paling serbaguna untuk digunakan. Kredit: ESO / L. Kalsada / O. Hino, B. Josick, dan M.

Tim Belgia menemukan besi dan nikel di atmosfer komet dalam jumlah yang kurang lebih sama. Zat di tata surya kita, misalnya yang ditemukan di matahari dan meteorit, biasanya mengandung zat besi sekitar sepuluh kali lebih banyak daripada nikel. Dengan demikian, temuan baru ini memiliki implikasi bagi pemahaman para astronom tentang Tata Surya awal, meskipun tim tersebut masih menerjemahkannya.

Komet terbentuk sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, di Tata Surya yang sangat muda, dan tidak berubah sejak saat itu. Dalam pengertian ini, mereka seperti fosil astronom, ”kata rekan penulis studi Emmanuel Gehen, juga dari Universitas Liège.


Animasi ini menunjukkan pandangan seniman tentang seperti apa permukaan komet itu. Ukuran komet berkisar dari beberapa ratus meter hingga beberapa kilometer dan merupakan batuan yang relatif kecil dan badan es. Awan muncul di sekitar komet, atmosfernya, atau komanya saat komet mendekati matahari dalam perjalanannya melalui tata surya. Saat komet memanas, debu dan material di permukaan intinya mengeras, membentuk semacam atmosfer yang sangat tipis. Kredit: ESO / M. Kornmeiser

Sementara tim Belgia telah mempelajari tubuh “fosil” ini menggunakan VLT ESO selama hampir 20 tahun, mereka belum memperhatikan keberadaan nikel dan besi di atmosfer. “Penemuan ini tidak terdeteksi selama bertahun-tahun,” kata Gehen.

Tim menggunakan data dari instrumen Echelle Ultraviolet and Optical Spectrograph (UVES) pada VLT ESO, yang menggunakan teknik yang disebut spektroskopi, untuk menganalisis atmosfer komet pada berbagai jarak dari matahari. Teknologi ini memungkinkan para astronom untuk mengungkap susunan kimiawi benda-benda kosmik: Setiap unsur kimia meninggalkan tanda yang unik – serangkaian garis – dalam spektrum cahaya dari benda-benda.

Komet C / 2016 R2

Digambarkan di sini adalah komet yang terletak di bagian terluar tata surya: Komet C / 2016 R2 (PANSTARRS). Seperti namanya, komet itu ditemukan pada 2016 oleh teleskop Pan-STARRS di Hawaii. Gambar baru yang ditampilkan di sini diambil oleh sebuah proyek yang berbasis di Observatorium Paranal ESO di Chili yang disebut EClipsing ULtra-cOOl Stars – atau disingkat SPECULOOS. Kredit: Tim ESO / SPECULOOS / E. Jieheen

Tim Belgia mendeteksi garis spektral yang lemah dan tidak pasti dalam data UVES mereka, dan setelah pemeriksaan lebih dekat, mereka menemukan bahwa mereka menunjukkan adanya atom netral dari besi dan nikel. Alasan unsur-unsur berat sulit diidentifikasi adalah karena unsur-unsur tersebut ada dalam jumlah yang sangat kecil: tim memperkirakan bahwa untuk setiap 100 kilogram air di atmosfer komet hanya ada 1 gram besi, dan jumlah nikel yang kira-kira sama.

Besi biasanya sepuluh kali lebih banyak nikel daripada nikel, dan di atmosfer komet tersebut kami menemukan jumlah yang kira-kira sama untuk kedua elemen tersebut. Kami sampai pada kesimpulan bahwa itu mungkin berasal dari jenis bahan khusus di permukaan inti komet, menyublim pada suhu yang agak rendah dan melepaskan besi dan nikel dalam proporsi yang kira-kira sama, ”jelas Damien Hotsemikers, yang juga anggota dari tim Belgia dari Universitas Liège.


Film ini menunjukkan perubahan ekor untuk Komet C / 2016 R2 (PANSTARRS). Kredit: Tim ESO / SPECULOOS / E. Jehin, M. Cornmiser

Meskipun tim belum yakin apa zat ini, kemajuan dalam astronomi – seperti Spectral and Medium Infrared Imaging (METIS) pada Coming Ultra Large Telescope (ELT) ESO – akan memungkinkan para peneliti untuk memastikan di mana besi dan atom nikel berada di atmosfer. Komet ini.

Tim Belgia berharap studi mereka akan membuka jalan bagi penelitian di masa depan. “Orang-orang sekarang akan mencari baris-baris ini dalam data arsip dari teleskop lain,” kata Gehen. “Kami pikir ini juga akan mengarah pada peluncuran karya baru tentang topik ini.”

Logam berat antarbintang

Studi hebat lainnya yang diterbitkan hari ini di alam Ini menunjukkan bahwa logam berat juga hadir di atmosfer komet antarbintang 2I / Borisov. Sebuah tim di Polandia mengamati objek ini, komet luar angkasa pertama yang mengunjungi tata surya kita, menggunakan spektrometer penembak-X di ESO VLT saat komet terbang sekitar satu setengah tahun yang lalu. Mereka menemukan bahwa atmosfer dingin 2I / Borisov mengandung gas nikel.

2I Borisov Interstellar Comet VLT

Gambar ini diambil dengan instrumen FORS2 pada Teleskop Sangat Besar ESO pada akhir 2019, ketika Komet 2I / Borisov melintas di dekat Matahari. Saat komet itu melaju dengan kecepatan sangat tinggi, sekitar 175.000 kilometer per jam, bintang-bintang latar muncul sebagai seberkas cahaya saat teleskop mengikuti jalur komet. Warna-warna pada garis-garis ini memberi gambar beberapa corak dan merupakan hasil penggabungan nada-nada dalam rentang panjang gelombang yang berbeda, yang dibedakan dengan warna-warna berbeda pada gambar komposit ini. Kredit: ESO / O. Hino

“Awalnya kami sulit percaya bahwa atom nikel benar-benar bisa hadir di 2I / Borissov jauh dari matahari.” Penulis studi Piotr Guzik dari Jagiellonian University di Polandia berkata, “Butuh banyak tes dan pemeriksaan sebelum kami akhirnya bisa meyakinkan diri sendiri Penemuan ini mengejutkan karena, sebelum dua penelitian yang dipublikasikan hari ini, gas dengan atom logam berat hanya diamati di lingkungan yang panas, seperti atmosfer exoplanet yang sangat panas atau komet penguapan yang melintas di dekat matahari.2 I / Borisov diamati ketika dia berada jauh, sekitar 300 juta kilometer dari matahari, atau sekitar dua kali jarak bumi dan matahari.


Video ini menunjukkan pandangan seniman tentang seperti apa permukaan komet itu. Kredit: ESO / M. Cormiser

Studi tentang objek antarbintang secara mendetail sangat penting bagi sains karena ia membawa informasi yang tak ternilai tentang sistem planet asing tempat mereka muncul. “Tiba-tiba kami menyadari bahwa gas nikel hadir di atmosfer komet di sudut lain galaksi,” kata rekan penulis Michel Drause, dari Universitas Jagiellonian.

Studi Polandia dan Belgia menunjukkan bahwa komet 2I / Borisov dan Tata Surya memiliki lebih banyak kesamaan daripada yang diperkirakan sebelumnya. “Sekarang bayangkan komet di tata surya kita memiliki analog yang sebenarnya di sistem planet lain – betapa hebatnya itu?” Drause menyimpulkan.

informasi lebih lanjut

Penelitian ini disajikan dalam dua makalah untuk publikasi alam.

Tim yang mempelajari “atom besi dan nikel di atmosfer komet yang jauh dari matahari” terdiri dari J. Manfroid, D. Hutsemékers & E. Jehin (STAR ​​Institute, Universitas Liège, Belgia).
DOI: 10.1038 / s41586-021-03435-0

Tim yang melakukan studi “Gas atom nikel dalam koma komet antarbintang 2I / Borissov” terdiri dari Piotr Guzik dan Michal Drahus (Observatorium Astronomi, Universitas Jagiellonian, Krakow, Polandia).
DOI: 10.1038 / s41586-021-03485-4

ESO adalah organisasi astronomi antar pemerintah terkemuka di Eropa dan observatorium astronomi terestrial paling produktif di dunia hingga saat ini. Ini mencakup 16 negara anggota: Austria, Belgia, Republik Ceko, Denmark, Prancis, Finlandia, Jerman, Irlandia, Italia, Belanda, Polandia, Portugal, Spanyol, Swedia, Swiss dan Inggris, bersama dengan negara tuan rumah dengan Chili dan Australia sebagai mitra strategis. ESO menerapkan program ambisius yang berfokus pada perancangan, pembangunan, dan pengoperasian fasilitas pengamatan berbasis darat yang kuat yang memungkinkan para astronom membuat penemuan ilmiah penting. ESO juga memainkan peran utama dalam mempromosikan dan mengatur kerja sama dalam penelitian astronomi. ESO mengoperasikan tiga situs pemantauan kelas dunia yang unik di Chili: La Silla, Paranal, dan Chajnantor. Di Paranal, ESO mengoperasikan Teleskop Sangat Besar dan Interferometer Teleskop Sangat Besar Terkemuka di Dunia serta dua Teleskop Pemindaian Inframerah dan Teleskop Pemindaian VLT untuk Cahaya Tampak. Juga di Paranal ESO itu akan menjadi tuan rumah dan mengoperasikan Teleskop Cherenkov South Array, observatorium sinar gamma terbesar dan paling sensitif di dunia. ESO juga merupakan mitra utama dalam dua fasilitas di Chajnantor, APEX dan Alma, Proyek astronomi terbesar yang ada. Dan di Cerro Armazone, dekat Paranal, ESO sedang membangun Teleskop setinggi 39 meter, ELT, yang akan menjadi “mata di langit terbesar di dunia”.

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply

SUMSELGO.COM PARTICIPE AU PROGRAMME ASSOCIÉ D'AMAZON SERVICES LLC, UN PROGRAMME DE PUBLICITÉ AFFILIÉ CONÇU POUR FOURNIR AUX SITES UN MOYEN POUR GAGNER DES FRAIS DE PUBLICITÉ DANS ET EN RELATION AVEC AMAZON.IT. AMAZON, LE LOGO AMAZON, AMAZONSUPPLY ET LE LOGO AMAZONSUPPLY SONT DES MARQUES COMMERCIALES D'AMAZON.IT, INC. OU SES FILIALES. EN TANT QU'ASSOCIÉ D'AMAZON, NOUS OBTENONS DES COMMISSIONS D'AFFILIATION SUR LES ACHATS ÉLIGIBLES. MERCI AMAZON DE NOUS AIDER À PAYER LES FRAIS DE NOTRE SITE ! TOUTES LES IMAGES DE PRODUITS SONT LA PROPRIÉTÉ D'AMAZON.IT ET DE SES VENDEURS.
Media SUMSELGO