Kometi so drobir, ki se mu ob formiranju Sončnega sistema ni uspelo povezati v večja telesa. Večino preteklih 4,6 milijarde let so preživeli globoko zamrznjeni, zato so priročno "arheološko gradivo", iz katerega se da marsikaj razbrati o nastanku našega širšega doma. Novo opeko odgovora ponuja Rosetta, sonda Evropske vesoljske agencije. Bolje rečeno, opeko je zbila.

V komi kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenko je namreč zaznala večje količine molekularnega kisika, so sporočili z Ese. Najdba, ki je niso pričakovali, pomeni, da so te konkretne molekule O₂ pri kometu obstajale že v času njegovega nastanka in pred njim, in spodkopava obstoječe modele nastanka Osončja. Po vsej verjetnosti gre za prvobiten kisik, ki je starejši tudi od Sončnega sistema, je dejal Andre Bieler, glavni avtor objave v znanstveni publikaciji Nature.

Raziskovalna skupina je analizirala okoli 3.000 vzorcev, ki jih je instrument ROSINA pridobil med septembrom lani in letošnjim marcem. Količina molekularnega kisika, ki ga je našla, je za red velikosti višja od tiste, ki jo predvidevajo modeli kemičnih procesov v molekularnih oblakih.

Kisika zelo veliko, O₂ zelo malo
Kisik je tretji najpogostejši element v vesolju, a ne v molekularni obliki (O₂). Ta je visoko reaktivna, se hitro razbije in veže v druge molekule na različne načine. Nam najbližji je gorenje, ki je prav to - kemično spajanje drugih snovi z molekularnim kisikom. Še posebej se rad spaja z vodikom. Ta je najpogostejši element v vesolju, kar tri četrtine vse barionske snovi naj bi ga bilo (torej tiste, ki ni temna snov), in pri spajanju s kisikom ustvari vodo. Pod vplivom ultravijolične svetlobe se lahko povežejo tudi trije kisikovi atomi, pri čemer nastane ozon (O₃).

Molekularni kisik O₂ so do zdaj po celotnem vesolju le redko in stežka zaznali - celo tam, kjer bi ga pričakovali največ, v meglicah, kjer se rojevajo zvezde. V Osončju so ga do zdaj našli denimo na Jupitrovih in Saturnovih ledenih lunah; seveda tudi na Zemlji, kjer so ga večinoma pridelala živa bitja; drugje pa vlada primanjkljaj.

Raziskovalna skupina je preverila več scenarijev, kako bi lahko O₂ zašel v repatico - ali celo na njej sproti nastajal - in jih drugega za drugim odpravila.

Razbijanje molekul vode
Prvi je radioliza, proces, pri katerem radioaktivno sevanje v obliki energije polnih elektronov ali ionov "odlaga energijo" v molekule, ki jih obstreljuje. S tem jih kemično spreminja. Skozi milijarde let, ki jih je 67P preždel v Kuiperjevem pasu, bi radioliza polagoma razbijala vodni led, kar bi nazadnje privedlo do nanosov O₂-ja do nekaj metrov globine kometa. Toda repatica zdaj Sonce obkroži vsakih nekaj let in z vsakim obletom sublimira, torej izgubi del površja, in če je bila kakšna plast bogata s kisikom, je že zdavnaj ni več.

Drugi mogoč proces je fotoliza, kjer vlogo razbijača molekul vode odigrajo fotoni. Ti bi v obdobju obletov Sonca lahko privedli do "druge generacije" O₂-ja. A spet: ta bi se nabral le v nekaj najvišjih milimetrih površine kometa in hitro sublimiral. Rosetta bi to zaznala kot krajši, časovno omejeni dogodek. Kot kažejo izsledki, podrobneje objavljeni na Rosettinem blogu, je zaznana raven O₂-ja skoraj konstantna. Možnost, da bi kisik sproti nastajal in vrel s površja, pa so znanstveniki - ob tako velikih zaznanih količinah - zavrgli.

Kako je zašel v repatico
Ostala je le možnost, da so se molekule kisika v repatico vnesle med njenim nastankom pred 4,6 milijarde let. Mehanizem vgradnje ostaja predmet strokovne domišljije. Esa je navedla tri mogoče scenarije. Prvi predpostavlja hitre spremembe temperatur v protosolarni (predsončni) meglici. Te bi se morale hitro spuščati vse od relativno toplih -173 stopinj Celzija in več vse do -243 stopinj Celzija in manj. Takrat bi se lahko O₂ vezal v vodni led, ki bi se lepil na prašne delce. Ti bi se počasi gomilili v večje enote, nazadnje repatice.

"Med drugimi možnostmi je tudi ta, da je Sončni sistem nastal v nenavadno toplem delu molekularnega oblaka, z od deset do dvajset stopinjami Celzija več od -263, kar navadno pričakujemo od takšnih oblakov," je izjavila Ewine van Dishoeck, soavtorica. V takšnih razmerah naj bi nasploh nastajali kometi v zunanjem delu meglice, je dodala, in so skladne tudi z nekaterimi drugimi meritvami pri 67P, denimo najdbo molekularnega dušika N₂.

Protosolarna meglica se sicer ne sme zamenjati za protoplanetarni disk, poznejšo stopnjo razvoja sistema, kjer je materija zaradi vrtinčenja in trenja zelo vroča.

Še ena možnost obstaja: radioliza bi lahko potekala pred nastankom kometa. V tem primeru bi O₂ ostal ujet v drobnih votlinicah v vodnem ledu, pri čemer bi vodik kot H₂ izpuhtel in poskrbel za stabilno razmerje med vodo in O2, kot ga je zaznala Rosetta.

"Kateri koli scenarij je že pravi, dejstvo je, da je O₂ užival nekakšno zaščito med lepljenjem kometa. Slednje je bilo nežno in molekul ni predrugačilo s kemičnimi reakcijami," je komentirala Kathrin Altwegg, glavna znanstvenica na instrumentu ROSINA.

"Izid raziskave je zanimiv tako za nas, 'kometarje', kot širše po znanstveni skupnosti in bo najbrž vplival na modele evolucije Sončnega sistema," je dodal Matt Taylor, glavni znanstvenik Rosette.

Drugi, bolj divji del poti
Sonda je avgusta skupaj s kometom dosegla perihelj, Soncu najbližjo in obenem najbolj vročo točko orbite, ter se zdaj od nje počasi oddaljuje. Ker pa se vročina v to nebesno telo vpija z zamikom, je zdajšnje obdobje eno najdejavnejših. Komet ves čas izpihuje velike količine materiala in pri tem ustvarja znani rep. Stranski učinek: ogrožanje sonde, ki jo lahko tudi drobni delci poškodujejo ali popolnoma uničijo. Zato se zdaj Rosetta okoli kometa giblje pri oddaljenosti od 400 do 1.500 kilometrov. Za primerjavo: lani je držala le okoli osem kilometrov razdalje.
Tudi zaradi razdalje komaj uspeva komunicirati s pristajalnikom Philae, ki v praksi ostaja neuporaben. Na Esi še niso vrgli puške v koruzo. Zdaj druščina potuje stran od Sonca, Rosetta se bo lahko počasi spet bolj približala tarči, s čimer se bodo možnosti za uspešen stik povečale. Na Philaeju ostajajo velike količine znanstvenih podatkov, ki čakajo na pretok domov, pa še možnost uporabe nekaterih še neizkoriščenih znanstvenih instrumentov.

Misija se bo predvidoma končala septembra 2016, ko bo Rosetta delila usodo Phialeja - na kometu bo pristala. Več o ključnih dogodkih in ugotovitvah Rosette po prvem letu delovanja je na voljo v tem članku.
Med drugim so na Esi ugotovili, da je 67P svojo nenavadno obliko "kopalne račke" dobil s počasnim trkov dveh kometov; in sicer z analizo notranjih plasti.

Video: Spust Philae z nove perspektive