46P/Wirtanen to kometa, która krąży między Jowiszem a Słońcem i okrąża je w ciągu około 5,5 roku. Ciekawostką jest, że miała ją zbadać sonda kosmiczna Rosetta, ostatecznie wybrano jednak inny cel. Tymczasem w grudniu 2018 roku 46P/Wirtanen znalazł się zaledwie 11,5 mln km od Ziemi, czyli mniej więcej trzydzieści razy dalej niż Księżyc. Był to jeden z dziesięciu najbliższych przelotów komet, jakie miały miejsce w ciągu ostatnich siedemdziesięciu lat. 

Astronomom przyznano wtedy czas na obserwację komety za pomocą spektrografu NIRSPEC znajdującego się w Obserwatorium Kecka na Hawajach. Spektrografia pozwala dokładnie określić skład chemiczny na podstawie widma – w tym wypadku nie światła widzialnego, lecz fal w zakresie  bliskiej podczerwieni. Obserwacje za pomocą innych instrumentów wymagają godzin. NIRSPEC jest tak czuły, że pozwolił na uzyskanie wyników w ciągu 10-20 minut. 

Amoniak, cyjanowodór i metanol

Choć komety składają się głównie z lodu, nie jest to sama zamarznięta woda. Pomiary wykazały, że  46P/Wirtanen składa się z wielu związków chemicznych. Są wśród nich acetylen, amoniak, cyjanowodór, etan, formaldehyd, metanol oraz woda. Kometa miała niezwykle wysoką, jak na tego typu ciała kosmiczne, zawartość właśnie alkoholu metylowego (notabene trującego dla człowieka). 

Posiadała też jeszcze jedną niezwykłą cechę. Zwykle podczas zbliżania się do Słońca, jego promieniowanie podgrzewa zamarznięte związki chemiczne. To one, gdy ulatniają się i unoszą ze sobą drobiny pyłu, tworzą ogon komety. Logiczne jest, że proces podgrzewania zachodzi na powierzchni, gdzie pada promieniowanie słoneczne. 

W przypadku 46P/Wirtanen jednak logika zawiodła. Pomiary temperatury pary wodnej wskazywały, że spada zbyt wolno w miarę oddalania się od jądra komety. Oznaczało to, że coś kometę musi podgrzewać – tłumaczy współautor odkrycia prof. Erika Gibb z wydziału astronomii Uniwersytetu Missouri–St. Louis. 

Co grzało Wirtanena? 

Prof. Gibb mówi, że jest kilka możliwych wytłumaczeń. Jednym jest to, że promieniowanie słoneczne może jonizować, czyli wybijać elektrony z atomów związków chemicznych na powierzchni komety. Jeśli elektrony mają wystarczającą prędkość, mogą zderzać się z innymi atomami, a energia zderzenia zamienia się w ciepło. 

Innym wytłumaczeniem są odrywające się od powierzchni komety ziarna lodu. Podgrzewa je Słońce, a gazy uwalniają się dopiero w pewnej odległości od jądra. To wygląda, jakby coś kometę od środka podgrzewało. Takie zjawisko zaobserwowano już, gdy sonda Deep Impact w listopadzie 2010 roku przeleciała niespełna 700 km od komety 103P/Hartley.  

Komety były źródłem wody na Ziemi 

Ten drugi scenariusz wydaje się bardziej pasować do obserwacji komet aktywnych, do których należą i Hartley, i Wirtanen. Uwalniają one więcej wody niż można byłoby się spodziewać podczas stopniowego podgrzewania ich jądra przez Słońce. 

Część z tej wody ulatuje z komet bezpowrotnie w kosmiczną przestrzeń, ale część pozostaje w atmosferach planet, gdy komety w nie uderzają. Naukowcy sądzą, że właśnie tym ciałom kosmicznym zawdzięczamy większość ziemskiej wody. Nie jest wykluczone, że wraz z wodą trafiły na naszą planetę także pierwsze związki chemiczne potrzebne do powstania życia. 

– Takie badania są bardzo ciekawe, ponieważ stanowią punkt wyjścia do odpowiedzi na pytanie, czy jesteśmy sami we Wszechświecie – mówi Greg Doppmann, astronom pracujący przy instrumencie NIRSPEC w Obserwatorium Kecka. – Związki organiczne w kometach mogą nam powiedzieć, z czego powstawał układ słoneczny i jak powstawało życie. Jeśli te same związki odkryjemy w innych systemach planetarnych, to otworzy ekscytującą możliwość: znalezienia życia poza Ziemią. Nie przez przyszłe pokolenia, ale za naszego życia. 

Źródło: NASA, Planetary Science Journal.