IJzer en nikkel gevonden in atmosfeer van kometen in zonnestelsel

IJzer en nikkel in de atmosfeer van kometen
De detectie van ijzer (Fe) en nikkel (Ni) in de atmosfeer van een komeet wordt geïllustreerd in deze afbeelding, die linksboven het lichtspectrum van C/2016 R2 (PANSTARRS) toont bovenop een echt beeld van de komeet genomen met de SPECULOOS-telescoop van de ESO op Paranal. Elke witte piek in het spectrum vertegenwoordigt een ander element waarbij die voor ijzer en nikkel respectievelijk worden aangegeven met blauwe en oranje streepjes. Credit: ESO / L. Calçada / SPECULOOS Team / E. Jehin / Manfroid et al.

Astronomen hebben met behulp van de Very Large Telescope van de ESO neutrale atomen van twee zware metalen, ijzer en nikkel, gevonden in de atmosferen van verschillende kometen in ons zonnestelsel. Deze kometen bevinden zich ongeveer even ver van de Zon. Hun bevindingen zijn in Nature gepubliceerd.

Astronomen weten dat er zware metalen voorkomen in het stoffige en rotsachtige binnenste van kometen. Maar omdat vaste metalen niet bij lage temperaturen sublimeren verwachtten ze niet om ze in de atmosferen van koude kometen, ver weg van de Zon, te vinden

Voor de onderzoekers was het een grote verrassing om ijzer- en nikkelatomen te detecteren in de atmosfeer van alle kometen die ze de afgelopen 20 decennia hebben waargenomen. Het waren ongeveer 20 kometen waaronder zelfs kometen die zich ver van de Zon bevonden.

Kometen zijn ongeveer 4,6 miljard jaar geleden, in het nog zeer jonge sterrenstelsel ontstaan en ze zijn sindsdien niet meer veranderd. In die zin zijn ze als fossielen voor astronomen.

De astronomen analyseerden de hoge resolutie ultraviolette en optische spectra van ongeveer 20 verschillende kometen die zich tussen 0,68 en 3,25 Astronomische Eenheden van de Zon bevonden. De spectra werden verzameld  door de Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) aan de 8,2 meter UT2 telescoop van de Very Large Telescope van de ESO in Chili.

De onderzoekers vonden zwakke niet-geïdentificeerde spectraallijnen in hun UVES-gegevens en na nadere inspectie bleken deze spectraallijnen te duiden op de aanwezigheid van neutrale atomen ijzer en nikkel. Ze schatten dat voor iedere 100 kilogram water in de atmosfeer van een komeet er slechts 1 gram ijzer en 1 gram nikkel aanwezig is.

Meestal is er tien keer meer ijzer aanwezig dan nikkel maar in de komeetatmosferen vonden de astronomen ongeveer gelijke hoeveelheden. Ze trokken hieruit de conclusie dat ze afkomstig zijn van een speciaal soort materiaal aan het oppervlak van de komeetkern dat bij een lage temperatuur sublimeert en in ongeveer gelijke delen ijzer en nikkel vrijlaat.

Deze week werd overigens nog een ander opmerkelijk onderzoek gepubliceerd in Nature. Dit artikel rapporteert de aanwezigheid van nikkeldamp in de coma van de interstellaire komeet 2I/Borisov.

Artikel: Iron and nickel atoms in cometary atmospheres even far from the Sun | Nature;

Eerste publicatie: 22 mei 2021
Bron: ESO