Belgickí astronómovia z Univerzity v Liège zistili prekvapujúcu informáciu - prítomnosť atómov železa a niklu v atmosférach komét.
Obrázok predstavuje, ako by mohol vyzerať povrch medzihviezdnej kométy 2I/Borisov, v ktorej vedci objavili stopy niklu. Zdroj: ESO. Kredit: ESO/M. Kormesser
Prečítajte si viac o vedcovi
Stopy ťažkých kovov železa a niklu boli neočakávane objavené v komách komét, a to aj v prípadoch, keď sú kométy ďaleko od Slnka. Koma kométy je v podstate atmosféra kométy obsahujúca prachové častice, molekuly a atómy plynov uniknutých z kometárneho jadra v čase, keď sa jadro zohreje počas priblíženia kométy k Slnku. Nikel bol dokonca objavený aj v medzihviezdnej kométe 2I/Borisov.
Nečakaný výskyt aj ďaleko od Slnka
Belgickí astronómovia z Univerzity v Liège zistili prekvapujúcu informáciu. Je ňou prítomnosť atómov železa a niklu v atmosférach komét v celej slnečnej sústave, dokonca aj ďaleko od Slnka. Toto je prvý raz, čo sa v chladnej atmosfére vzdialených komét našli ťažké kovy, zvyčajne spájané s horúcim prostredím.
Belgičania hľadali atómy železa a niklu v atmosfére približne dvadsiatich komét, ktoré pozorovali za posledné dve desaťročia v intervale heliocentrických vzdialeností 0,68 – 3,25 astronomickej jednotky (jedna astronomická jednotka je stredná vzdialenosť Zeme od Slnka, približne 149 600 000 kilometrov).
Železo a nikel objavili v spektrách komét, ktoré získali s vysokým rozlíšením prístrojom UVES umiestneným na Very Large Telescope (VLT) ESO v Čile. UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) je spektrograf s vysokým rozlíšením citlivý až do vlnových dĺžok 300 nanometrov. Väčšina čiar železa a niklu sa objavuje v ultrafialovej časti spektra na vlnových dĺžkach okolo 350 nanometrov, čo znamená, že objav sa mohol realizovať len vďaka možnostiam tohto špeciálneho spektrografu.
Pozrite si
Železo a nikel sublimujú a nikto nevie prečo
Astronómovia vedia, že v prachových a kamenných častiach jadier komét existujú aj ťažké kovy. Keďže pevné kovy pri nízkych teplotách zvyčajne ostávajú v pevnom skupenstve a nesublimujú (sublimácia je prechod z pevného skupenstva priamo do plynného bez kvapalného medzistupňa), neočakávali, že ich nájdu v atmosfére studených komét vo veľkých vzdialenostiach od Slnka prevyšujúcich 3 astronomické jednotky. Zaujímavé je, že železo a nikel boli prítomné v atmosfére komét približne v rovnakom množstve.
O prítomnosti týchto dvoch prvkov v železných meteoritoch, ale napríklad aj v Slnku vieme. No zvyčajne obsahujú asi desaťnásobne viac železa ako niklu, takže novému objavu astronómovia zatiaľ vôbec nerozumejú. Ak sa tento objav potvrdí ďalšími pozorovaniami, bude mať významné dôsledky na pochopenie raných štádií vývoja slnečnej sústavy.
Železo a nikel boli nájdené pomocou spektroskopie. V spektre boli zaznamenané veľmi slabé čiary signalizujúce prítomnosť neutrálnych atómov železa a niklu. Existujú však v mimoriadne malom množstve. Odhad hovorí, že na každých 100 kilogramov vody v atmosfére kométy existuje iba 1 gram železa a približne rovnaké množstvo niklu. Vedci teraz pátrajú po špeciálnom druhu materiálu na povrchu jadra kométy, ktorý sublimuje pri pomerne nízkej teplote a uvoľňuje železo a nikel zhruba v rovnakých pomeroch. Pomôcť by mohli nové prístroje, ako napríklad Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) na pripravovanom Extremely Large Telescope (ELT) v ESO. Možno tiež očakávať, že tento objav podnieti ďalších vedcov na opätovné prezretie starších spektier komét. Slabé čiary niklu a železa, ktoré nikto neočakával, mohli uniknúť pozornosti pri predchádzajúcich bežných analýzach.
Detekcia ťažkých kovov železa (Fe) a niklu (Ni) v atmosfére kométy. Spektrum kométy C/2016 R2 (PANSTARRS) je zobrazené vľavo hore nad skutočnou snímkou kométy získanou ďalekohľadom SPECULOOS na observatóriu Paranal ESO v Čile. Každý biely vrchol v spektre predstavuje iný prvok, pričom vrcholy pre železo a nikel sú v spektre označené modrými a oranžovými čiarkami. Zdroj: European Southern Observatory
Nikel nájdený aj v medzihviezdnej kométe
Tento objav belgických vedcov neočakávane potvrdili poľskí vedci z Jagelovskej univerzity v Krakove, ktorí zistili, že ťažké kovy sú prítomné aj v atmosfére medzihviezdnej kométy 2I/Borisov, ktorá preletela našou slnečnou sústavou z medzihviezdneho prostredia. Poliaci pozorovali tento objekt pomocou spektrografu X-shooter na Very Large Telescope ESO v Čile, počas preletu kométy vnútornou slnečnou sústavou, a zistili, že chladná atmosféra obsahuje plynný nikel.
Detekcia niklu (Ni) v atmosfére medzihviezdnej kométy 2I/Borisov. Spektrum kométy je zobrazené vpravo dole pod obrazom kométy získanom pomocou ESO Very Large Telescope (VLT). Čiary niklu v spektre sú označené oranžovými čiarkami. Zdroj: European Southern Observatory
Zistenie je prekvapujúce, pretože doteraz boli plyny s atómami ťažkých kovov pozorované iba v horúcom prostredí, napríklad v atmosférach veľmi horúcich exoplanét alebo odparujúcich sa komét, ktoré prechádzali príliš blízko Slnka. Pri kométe 2I/Borisov bol však nikel zaznamenaný vo vzdialenosti prevyšujúcej dvojnásobok vzdialenosti Zeme od Slnka. Tento výsledok tak potvrdil, že kométy slnečnej sústavy majú svoje skutočné analógy v iných planetárnych sústavách.
(zh)
