Alla kometer är ungefär samma, eller hur? Inte nödvändigtvis. Schleicher tror att den anomala kompositionen kan avslöja förekomsten av en ny klass av kometer. Det som gör Machholz 1 annorlunda är att molekylen cyanogen, CN, är extremt uttömd. I Machholz 1 saknas CN med ungefär en faktor 72 från genomsnittet av andra kometer, dvs endast lite över en procent av det normala. "Denna utarmning av CN är mycket mer än någonsin sett för någon tidigare studerad komet, och bara en annan komet har till och med visat en CN-utarmning," sa Schleicher. Orsaken till den kemiska avvikelsen är okänd.
Men Schleicher, en planetarisk astronom vid Lowell Observatory har kommit med tre spännande scenarier för att förklara ursprunget till Machholz 1, och var och en kommer att ge viktiga men olika nya begränsningar för bildandet eller utvecklingen av kometer.
En möjlig förklaring är att Machholz 1 inte har sitt ursprung i vårt solsystem utan flydde istället från en annan stjärna. I det här scenariot kan den andra stjärnans proto-planetariska skiva ha haft en lägre mängd kol, vilket resulterat i att alla kolbärande föreningar har lägre mängder. "En stor bråkdel av kometer i vårt eget solsystem har flytt ut i interstellarutrymme, så vi förväntar oss att många kometer som bildades runt andra stjärnor också skulle ha undkommit," sade Schleicher. "En del av dessa kommer att ha korsat stigar med solen, och Machholz 1 kan vara en interstellär interloper."
En annan möjlig förklaring till Machholz 1: s anomala sammansättning är att den bildades ännu längre från solen i en kallare eller mer extrem miljö än någon annan komet som vi hittills har studerat. Om detta var fallet, är knappheten på sådana föremål sannolikt förknippad med den betydande svårigheten att förklara hur sådana kometer rörde sig in i det inre solsystemet där de sedan kan upptäckas och observeras.
En tredje möjlighet är att Machholz 1 har sitt ursprung som en koldioxidutarmad komet men att dess kemi därefter förändrades av extrem värme. Medan ingen annan komet har uppvisat förändringar i kemi på grund av efterföljande uppvärmning av solen, har Machholz 1 skillnaden att ha en bana som nu tar den till väl inuti Mercurys bana vart femte år. (Andra kometer kommer ännu närmare solen, men inte så ofta). "Eftersom dess omloppsbana är ovanlig måste vi vara misstänkta att upprepad tillagning med hög temperatur kan vara orsaken till dess ovanliga sammansättning," sade Schleicher. ”Den enda andra kometen som visade utarmning i överflödet av CN nådde dock inte så höga temperaturer. Detta innebär att CN-utarmning inte kräver de kemiska reaktionerna i samband med extrem värme. ”
Även om kometen 96P / Machholz 1 först sågs 1986 och kretsar runt solen med en period av drygt fem år, så gjordes kompositionsmätningar endast under kometens nyligen uppskattade 2007. Lowell Observatory: s program för kompositionsstudier, som för närvarande leds av Schleicher, inkluderar mätningar av över 150 kometer som erhållits under de senaste 33 åren. Denna forskning är unik eftersom den jämför och kontraster Machholz 1 mot denna stora databas med 150 kometer.
För närvarande finns det två typer av kometer, vilka identifieras av ett program vid Lowell Obervatory i början av 1990-talet. En klass, som innehåller majoriteten av observerade kometer, har en komposition som kallas "typisk." De flesta medlemmar i denna typiska klass har länge varit bosatta i Oort-molnet helt i kanten av vårt solsystem men tros ursprungligen ha bildats mitt i jätteplaneterna, särskilt mellan Saturnus, Uranus och Neptun. Andra medlemmar i denna sammansättningsklasse kom från Kuiper Belt, beläget strax utanför Neptun.
Den andra kompositionsklassen av kometer har varierande utarmning hos två av de fem uppmätta kemiska arterna. Eftersom båda utarmade molekyler, C2 och C3, helt och hållet består av kolatomer, kallades denna klass "kol-kedjedarmt." Dessutom har nästan alla kometer i denna andra klass banor som överensstämmer med att de kom från Kuiper Belt. Av detta och andra skäl tros orsaken till utarmningen vara förknippad med förhållandena som fanns när kometerna bildades, kanske inom ett yttre, kallare område av Kuiper Belt.
Kometer anses allmänt vara de mest orörda föremål som finns tillgängliga för detaljerad studie som återstår från epokens bildning av solsystemet. Som sådan kan kometer användas som sonder för det proto-planetära materialet som införlivades i vårt solsystem. Skillnader i den nuvarande kemiska sammansättningen bland kometer kan indikera antingen skillnader i primordiala förhållanden eller evolutionära effekter.
Även om ursprungsläget inte kan definieras definitivt för någon enda komet, betyder Machholz 1: s korta omloppsperiod att astronomer kan söka efter ytterligare kolbärande molekylarter under framtida uppenbarelser. "Om ytterligare kolbärande arter också är starkt utarmade, skulle fallet för dess ursprung utanför vårt solsystem stärkas," sade Schleicher. Nästa möjlighet till observationer är 2012.
Studien publiceras i novemberutgåvan av Astronomical Journal.
Källa: Lowell Observatory
