67P/CG Dust Particles Composition as measured by the COSIMA/Rosetta Mass Spectrometer
Robin Isnard  1, 2, *@  , Anaïs Bardyn  3  , Christelle Briois  4, *@  , Nicolas Fray  5  , Donia Baklouti  2, 6@  , Hervé Cottin  3  , Cécile Engrand  7@  , Harald Fischer  8  , Esko Gardner  9  , Klaus Hornung  10  , Yves Langevin  11  , Harry Lehto  9  , Lena Le Roy  11  , Nicolas Ligier  2  , Sihane Merouane  8  , Paola Modica  1@  , Francois-Regis Orthous-Daunay  12@  , John Paquette  8  , Jouny Rynö  13  , Rita Schulz  14  , Johan Silén  13  , Sandra Siljeström  15  , Olivier Stenzel  8  , Laurent Thirkell  16@  , Kurt Varmuza  17  , Boris Zaprudin  9  , Jochen Kissel  8  , Martin Hilchenbach  8  
1 : LPC2E
CNRS : UMR7328
2 : Institut dástrophysique spatiale
Université Paris-Sud - Paris 11, Institut national des sciences de l\'Univers, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8617
bat. 121 91405 ORSAY CEDEX -  France
3 : Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphèriques
Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7583, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12, Université Paris Diderot - Paris 7, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers
61 Av du général de Gaulle 94010 CRETEIL CEDEX -  France
4 : Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
CNRS : UMR7328
3A, Avenue de la Recherche Scientifique 45071 Orléans cedex 2 -  France
5 : Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphèriques
Institut national des sciences de l\'Univers, Université Paris Diderot - Paris 7, Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7583, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers, Institut national des sciences de l\'Univers
6 : Institut d'Astrophysique Spatiale  (IAS-CNRS-UPS)
CNRS : UMR8617
Campus d'Orsay Bat 121 91405 Orsay cedex -  France
7 : Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière  (CSNSM)
CNRS : UMR8609, Université Paris Saclay
8 : Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Göttingen, Allemagne -  Germany
9 : University of Turku
Department of Physics and Astronomy, Tuorla Observatory, Piikkiö -  Finland
10 : Universität der Bundeswehr München [Neubiberg]
Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg -  Germany
11 : Center for Space and Habitability
University of Bern, Hochschulstrasse 4, 3012 Bern -  Switzerland
12 : Institut de Planétologie et dÁstrophysique de Grenoble
Centre National de la Recherche Scientifique, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Université Joseph Fourier - Grenoble 1, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274, Institut national des sciences de l\'Univers : UMS832, Institut national des sciences de l\'Univers : UMR5274
13 : Finnish Meteorological Institute
Erik Palmenin aukio 1, P.O. Box 503, 00 101 Helsinki, Finland -  Finland
14 : European Space Agency
Noordwijk -  Netherlands
15 : RISE, Bioscience and Materials/Chemistry and Materials
Stockholm -  Sweden
16 : Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace
Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7328
3A, Avenue de la Recherche Scientifique 45071 Orléans cedex 2 -  France
17 : Institute of Statistics and Mathematical Methods in Economics
Vienna University of Technology, Vienna -  Austria
* : Corresponding author

Over the two years of the Rosetta mission accompanying the comet, the COmetary Secondary Ion Mass Analyzer (COSIMA), on board the orbiter, had collected in situ more than 35,000 dust particles and particle fragments in the inner coma of the comet 67P/CG (67P/Churyumov-Gerasimenko). These particle agglomerates with size ranging from ~50 to ~1000 µm, were captured at a low impact velocity (< 10 m/s) on metal targets and imaged and identified in situ with the COSIMA optical microscope COSISCOPE. Among all the dust particles collected, around 250 were chemically analyzed by the secondary ion mass spectrometry (SIMS) technique.

We have compared the global composition measured for 67P/CG's dust to previous results obtained from the Giotto and Vega missions for comet 1P/Halley and the Stardust mission for comet 81P/Wild 2, to the composition of Chondritic Porous Interplanetary Dust Particles (CP-IDPs) and to the CI chondrite composition. We have demonstrated that the organic matter of 67P/CG was different from all the semi-volatile compounds analyzed during the calibration step. However, similarities with Insoluble Organic Matter (IOM) extracted from carbonaceous chondrites are notable. Moreover, we have demonstrated that cometary particles from 67P are among the most carbon-rich objects in the Solar System, containing about 50% in mass of organic matter. Estimated H/C elemental ratio of the 67P/CG cometary organic matter is also reported.

Acknowledgements

COSIMA was built by a consortium led by the Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Germany in collaboration with Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace, Orléans, France, Institut d'Astrophysique Spatiale, CNRS/ Université Paris Sud, Orsay, France, Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finland, Universität Wuppertal, Wuppertal, Germany, von Hoerner und Sulger GmbH, Schwetzingen, Germany, Universität der Bundeswehr, Neubiberg, Germany, Institut für Physik, Forschungszentrum Seibersdorf, Seibersdorf, Austria, Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften, Graz, Austria (FWF P26871-N20) and is led by the Max-Planck- Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Germany with the support of the national funding agencies of Germany (DLR, grant 50 QP 1801), France (CNES), Austria and Finland. Rosetta is an ESA mission with contributions from its Member States and NASA.


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