Onderzoeksproject P4S/251/ISOCOM (Onderzoeksactie P4S)
Kometen zijn kleine hemellichamen die bestaan uit ijs en stof. Ze zijn ongeveer 4,6 miljard jaar geleden gevormd in de buitenste regionen van het zonnestelsel en bevinden zich vandaag in verre reservoirs zoals de Kuipergordel en de Oortwolk. Af en toe brengen zwaartekrachtsverstoringen sommige van deze objecten naar het binnenste zonnestelsel. Daar geven ze gas en stof vrij, waardoor een coma en de karakteristieke staarten ontstaan die vanaf de aarde zichtbaar zijn. Omdat kometen nauwelijks zijn veranderd, bewaren ze informatie over de omstandigheden waarin het zonnestelsel is ontstaan.
De samenstelling van kometen toont welke moleculen aanwezig waren en in welke hoeveelheden. Isotopenverhoudingen, zoals D/H of ¹⁸O/¹⁶O, geven bijkomende informatie over de omstandigheden waarin dit materiaal werd gevormd.
Kometen kunnen vanaf de aarde worden waargenomen, maar afstandswaarnemingen meten de coma langs de zichtlijn en leveren een geïntegreerd signaal dat niet rechtstreeks aan de kern kan worden gekoppeld. In-situ metingen, zoals die tijdens de Rosetta-missie naar komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, bieden een directere link met het bronmateriaal.
De ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS)-dataset van deze missie omvat meer dan 1,5 miljoen in-situ massaspectra. Deze dataset heeft al verschillende belangrijke metingen van de samenstelling en isotopenverhoudingen van kometen mogelijk gemaakt.
Tot nu toe lag de focus vooral op spectra uit perioden met hoge komeetactiviteit. Dan is de signaal-ruisverhouding het hoogst en zijn de gegevens gemakkelijker te kalibreren en te interpreteren.
Het ISOCOM-project richt zich op signalen dicht bij de detectielimiet in de DFMS-dataset. Het gaat daarbij om signalen tijdens perioden van lagere komeetactiviteit, maar ook laag-abundante soorten en isotopen. In dit regime worden instrumentele en kalibratie-effecten, die bij sterke signalen verwaarloosbaar zijn, steeds belangrijker.
Om deze signalen te kunnen analyseren, zorgt ISOCOM eerst voor een consistente en nauwkeurige kalibratie van de gegevens. Daarna worden somspectra opgebouwd, waardoor de signaal-ruisverhouding verbetert. Zwakke signalen kunnen daardoor robuuster worden geanalyseerd dan in individuele spectra en ook signalen die in afzonderlijke metingen niet of nauwelijks zichtbaar zijn, worden toegankelijk.
De resulterende spectra maken het mogelijk om interessante signalen te identificeren en te prioriteren. Bekende isotopensystemen, zoals zwavelhoudende soorten en de water D/H-verhouding, vormen daarbij een logisch vertrekpunt. Tegelijk kan dezelfde aanpak worden toegepast op andere signalen in de dataset, waaronder die van laag-abundante soorten en isotopen.
Op deze manier maakt ISOCOM een systematische verkenning van de volledige dataset mogelijk. Het project geeft toegang tot signalen die in individuele spectra niet zichtbaar zijn en laat toe om de samenstelling van komeet 67P vollediger en consistenter in kaart te brengen.
