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    O telescópio Subaru detecta a banda de emissão do infravermelho médio de moléculas orgânicas complexas no cometa 21P / Giacobini-Zinner
    p Figura 1:Os cometas são remanescentes primitivos do início do Sistema Solar. Os cometas são feitos principalmente de gelo e poeira, mas também são conhecidos por serem ricos em materiais orgânicos. Se moléculas orgânicas "complexas" como aminoácidos são enriquecidas em cometas e os meteoróides de origem cometária, as chuvas de meteoros podem ter levado água e materiais orgânicos complexos para a Terra antiga. Crédito:Kyoto Sangyo University

    p Usando a câmera e espectrômetro de infravermelho médio resfriado (COMICS) no telescópio Subaru, astrônomos detectaram uma banda de emissão infravermelha não identificada do cometa 21P / Giacobini-Zinner (doravante, cometa 21P / G-Z), além das emissões térmicas de silicatos e grãos de carbono. Essas emissões infravermelhas não identificadas são provavelmente devido a moléculas orgânicas complexas, hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, contaminado por átomos de N ou O. Considerando as propriedades da poeira e das moléculas orgânicas, o cometa 21P / G-Z pode ter se originado do disco circunplanetário de um planeta gigante (como Júpiter ou Saturno), onde era mais quente do que as regiões formadoras de cometas típicas. p O cometa 21P / G-Z é um cometa da família de Júpiter com um período orbital de cerca de 6,6 anos e é considerado o corpo-pai da chuva de meteoros dos Draconídeos de outubro. Comparado a outros cometas, este cometa é peculiar em termos de seu conteúdo volátil (empobrecido em moléculas de cadeia de carbono, NH2, e espécies altamente voláteis) e as propriedades de seus grãos de poeira, e é classificado como "tipo G-Z" (~ 6% dos cometas pesquisados). Com base em estudos anteriores, foi proposto que o cometa 21P / G-Z se originou em uma região diferente dos outros cometas, mas não tínhamos nenhuma informação sobre a região específica no disco protoplanetário. Uma tendência negativa de polarização linear na região do comprimento de onda óptico também é relatada para o contínuo de poeira do cometa 21P / G-Z. É sugerido que este gradiente de polarização de comprimento de onda negativo pode ser explicado por um maior conteúdo de materiais orgânicos nos grãos de poeira de 21P / G-Z. Se moléculas orgânicas complexas como aminoácidos são enriquecidas no cometa 21P / G-Z e nos meteoróides dos Draconídeos de Outubro, esta chuva de meteoros pode ter enviado materiais orgânicos complexos para a Terra antiga. Contudo, moléculas orgânicas complexas de alto peso molecular nunca foram detectadas claramente em cometas, exceto no cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko pelas medições in situ da espaçonave Rosetta. Quanto e quão complexo de moléculas orgânicas estão contidas no cometa 21P / G-Z ainda é uma questão em aberto.

    p Uma equipe de astrônomos do Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica, Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (ISAS / JAXA), Universidade Kyoto Sangyo (KSU), Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), e a Okayama University of Science (OUS) conduziram observações espectroscópicas e de imagem no infravermelho médio do cometa 21P / G-Z usando COMICS no UT 5 de julho, 2005 (quando o cometa estava a 1,04 au do Sol, próximo ao seu periélio). O espectro obtido do cometa 21P / G-Z mostra picos de emissão de grãos de silicato cristalino, que geralmente também são vistos em muitos outros cometas. Além desses recursos de silicato, os pesquisadores descobriram que o espectro do cometa 21P / G-Z exibe características de emissão infravermelha não identificadas, que pode ser atribuído a uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos (tais como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos ou carbonos amorfos hidrogenados contaminados por átomos N ou O).

    p O Cometa 21P / G-Z é enriquecido em moléculas orgânicas complexas. O enriquecimento de moléculas orgânicas complexas requer uma temperatura quente ou um ambiente de partículas de alta energia ao redor do cometa na nebulosa solar inicial. A presença dessas moléculas orgânicas complexas sugere que o cometa 21P / G-Z se originou de uma região mais quente no disco protoplanetário do que a região de formação de cometa típica. Considerando que a fração de massa derivada de silicatos cristalinos no cometa 21P / G-Z é típica de cometas, propomos que o cometa se originou do disco circunplanetário de um planeta gigante (como Júpiter ou Saturno), onde era mais quente do que a região de formação de cometa típica (5-30 au do Sol) e era adequado para a formação de moléculas orgânicas complexas . Cometas de discos circunplanetários podem ser enriquecidos em moléculas orgânicas complexas, semelhante ao cometa 21P / G-Z, e pode ter fornecido moléculas pré-bióticas para a Terra antiga por impacto direto ou chuvas de meteoros.

    • p Figura 2:Cometa 21P / Giacobini-Zinner observado na ótica em 22 de agosto, 2018. Crédito:Michael Jaeger

    • p Figura 3:Espectros de infravermelho médio normalizados de corpo negro de cometas. O espectro do cometa 21P / G-Z (círculos pretos) é diferente de outros cometas, e exibe características de emissão infravermelha não identificadas. Os recursos em ~ 8,2 mícrons, ~ 8,5 mícrons, e ~ 11,2 mícrons podem ser atribuídos a PAHs (ou HACs) contaminados por átomos de N ou O, embora parte da característica em ~ 11,2 mícrons venha da olivina cristalina. O recurso em ~ 9,2 mícrons pode se originar de hidrocarbonetos alifáticos. Crédito:Ootsubo et al.




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