Alle kometen zijn ongeveer hetzelfde, toch? Niet noodzakelijk. Schleicher gelooft dat de afwijkende compositie het bestaan van een nieuwe klasse kometen kan onthullen. Wat Machholz 1 anders maakt, is dat het molecuul cyanogeen, CN, extreem uitgeput is. In Machholz 1 mist CN ongeveer een factor 72 van het gemiddelde van andere kometen, d.w.z. slechts iets meer dan een procent van normaal. "Deze uitputting van CN is veel meer dan ooit gezien voor een eerder bestudeerde komeet, en slechts één andere komeet heeft zelfs een uitputting van de CN vertoond," zei Schleicher. De oorzaak van de chemische afwijking is onbekend.
Schleicher, een planetaire astronoom bij het Lowell Observatory, heeft echter drie intrigerende scenario's bedacht om de oorsprong van Machholz 1 te verklaren, en elk ervan zal belangrijke maar verschillende nieuwe beperkingen opleveren voor de vorming of evolutie van kometen.
Een mogelijke verklaring is dat Machholz 1 niet in ons zonnestelsel is ontstaan, maar in plaats daarvan is ontsnapt aan een andere ster. In dit scenario heeft de proto-planetaire schijf van de andere ster mogelijk een lagere koolstofconcentratie, waardoor alle koolstofhoudende verbindingen een lagere koolstofconcentratie hebben. "Een groot deel van de kometen in ons eigen zonnestelsel is ontsnapt naar de interstellaire ruimte, dus we verwachten dat veel kometen die rond andere sterren zijn gevormd, ook zijn ontsnapt", zegt Schleicher. 'Sommige hiervan zijn met de zon overgestoken en Machholz 1 kan een interstellaire indringer zijn.'
Een andere mogelijke verklaring voor de afwijkende compositie van Machholz 1 is dat deze nog verder van de zon is gevormd in een koudere of extremere omgeving dan welke andere komeet die we tot nu toe hebben bestudeerd. Als dit het geval was, wordt de schaarste van dergelijke objecten waarschijnlijk geassocieerd met de aanzienlijke moeilijkheid om uit te leggen hoe dergelijke kometen naar het innerlijke zonnestelsel zijn verhuisd, waar ze vervolgens kunnen worden ontdekt en waargenomen.
Een derde mogelijkheid is dat Machholz 1 is ontstaan als een koolstofketen verarmde komeet, maar dat de chemie daarna is veranderd door extreme hitte. Hoewel geen enkele andere komeet veranderingen in de chemie heeft vertoond als gevolg van daaropvolgende verhitting door de zon, onderscheidt Machholz 1 zich door een baan die hem nu om de vijf jaar ver in de baan van Mercurius brengt. (Andere kometen komen nog dichter bij de zon, maar niet zo vaak). "Aangezien de baan ongebruikelijk is, moeten we achterdochtig zijn dat herhaaldelijk koken op hoge temperatuur de oorzaak kan zijn van de ongebruikelijke samenstelling", zegt Schleicher. “De enige andere komeet die uitputting vertoonde in de overvloed aan CN, bereikte echter niet zulke hoge temperaturen. Dit betekent dat CN-uitputting niet de chemische reacties vereist die gepaard gaan met extreme hitte. ”
Hoewel komeet 96P / Machholz 1 voor het eerst werd waargenomen in 1986 en om de zon draait met een periode van iets meer dan vijf jaar, vonden compositorische metingen alleen plaats tijdens de recente verschijning van de komeet in 2007. Het programma voor compositieonderzoek van Lowell Observatory, momenteel geleid door Schleicher, omvat metingen van meer dan 150 kometen die de afgelopen 33 jaar zijn verkregen. Dit onderzoek is uniek omdat het Machholz 1 vergelijkt en contrasteert met deze grote database van 150 kometen.
Momenteel zijn er twee soorten kometen, deze worden begin jaren negentig geïdentificeerd door een programma aan de Lowell Obervatory. Een klasse, die de meeste waargenomen kometen bevat, heeft een samenstelling die 'typisch' wordt genoemd. De meeste leden van deze typische klasse hebben lang in de Oortwolk aan de randen van ons zonnestelsel gewoond, maar worden verondersteld oorspronkelijk te zijn ontstaan te midden van de gigantische planeten, met name tussen Saturnus, Uranus en Neptunus. Andere leden van deze compositieklasse kwamen uit de Kuipergordel, net buiten Neptunus.
De tweede compositorische klasse van kometen heeft verschillende uitputtingen in twee van de vijf gemeten chemische soorten. Aangezien beide verarmde moleculen, C2 en C3, volledig zijn samengesteld uit koolstofatomen, werd deze klasse "koolstofketen verarmd" genoemd. Bovendien hebben bijna alle kometen in deze tweede klasse banen die consistent zijn met hun aankomst vanuit de Kuipergordel. Om deze en andere redenen wordt aangenomen dat de oorzaak van de uitputting verband houdt met de omstandigheden die bestonden toen de kometen zich vormden, misschien binnen een buitenste, kouder gebied van de Kuipergordel.
Van kometen wordt algemeen aangenomen dat ze de meest ongerepte objecten zijn die beschikbaar zijn voor gedetailleerde studie uit het tijdperk van de vorming van het zonnestelsel. Als zodanig kunnen kometen worden gebruikt als sondes van het proto-planetaire materiaal dat in ons zonnestelsel is opgenomen. Verschillen in de huidige chemische samenstelling tussen kometen kunnen wijzen op verschillen in primordiale omstandigheden of evolutionaire effecten.
Hoewel de locatie van oorsprong voor geen enkele komeet definitief kan worden bepaald, betekent de korte omlooptijd van Machholz 1 dat astronomen tijdens toekomstige verschijningen kunnen zoeken naar extra koolstofhoudende moleculaire soorten. "Als extra koolstofhoudende soorten ook sterk worden uitgeput, dan zou de reden voor zijn oorsprong buiten ons zonnestelsel worden versterkt", aldus Schleicher. De volgende gelegenheid voor observaties is in 2012.
De studie is gepubliceerd in het novembernummer van het Astronomical Journal.
Bron: Lowell Observatory
