Μοριακό οξυγόνο στον κομήτη Τσουριούμοφ - Γκερασιμένκο
 |
Οξυγόνο υπάρχει παντού στο ηλιακό σύστημα, από τον ίδιο τον Ηλιο, έως το τελευταίο πετραδάκι σε τροχιά γύρω του. Ομως, με εξαίρεση τη Γη, το οξυγόνο είτε βρίσκεται σε μορφή πλάσματος (στον Ηλιο), είτε σε χημικές ενώσεις με άλλα στοιχεία και δίνει ελάχιστα σημάδια παρουσίας σε μοριακή μορφή σε άλλα ουράνια σώματα (όπως οι παγωμένοι δορυφόροι του Δία και του Κρόνου, όπου εντοπίστηκαν ίχνη του). Το μοριακό οξυγόνο στον κομήτη δε βρέθηκε σε μεγάλες ποσότητες, δε δημιουργεί καμιά ατμόσφαιρα, όπως η γήινη, γύρω του, ούτε και αποτελεί βάση για σοβαρή συζήτηση περί δυνατότητας μικροβιακής ζωής. Ιχνη οξυγόνου υπάρχουν και στη Σελήνη, λόγω του βομβαρδισμού οξυγονούχων ενώσεων της επιφάνειάς της (οξείδια του πυριτίου, ασβεστίου και σιδήρου) από την ηλιακή ακτινοβολία, που τις διασπά και το απελευθερώνουν σε μορφή ιονισμένων ατόμων.
Αρχέγονο ή πρόσφατο;
Εκεί
που επικεντρώνει η ανακοίνωση των ερευνητών της αποστολής «Ροζέτα»
είναι στο ενδεχόμενο το μοριακό οξυγόνο που εντοπίστηκε να είναι
αρχέγονο, να προέρχεται από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος και όχι
από το βομβαρδισμό οξυγονούχων ενώσεων από την ηλιακή ακτινοβολία. Αν
είναι έτσι, τότε πρέπει να επανεξεταστούν τα μοντέλα για το σχηματισμό
πλανητικών συστημάτων. Ομως και γι' αυτό υπάρχουν σοβαρές αμφιβολίες.Το οξυγόνο είναι το τρίτο πιο διαδεδομένο χημικό στοιχείο στη φύση, αλλά η απλούστερη μοριακή του εκδοχή (O2) δεν είχε σταθεί δυνατό να εντοπιστεί ούτε στο διαστρικό χώρο, ούτε καν στα νεφελώματα, όπου σχηματίζονται τα νέα άστρα, καθώς είναι εξαιρετικά δραστικό και ενώνεται χημικά με άλλα άτομα και μόρια. Ατομα οξυγόνου ενώνονται με άτομα υδρογόνου πάνω σε κρύους κόκκους σκόνης και σχηματίζουν νερό, ενώ ελεύθερα άτομα οξυγόνου που παράγονται από την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας συνδυάζονται με μόρια οξυγόνου για να σχηματίσουν όζον (O3).
Στην κόμη του Τσουριούμοφ - Γκερασιμένκο η «Ροζέτα» εντόπισε κυρίως υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα και δευτερευόντως άζωτο, θείο, ευγενή αέρια και απλές οργανικές ενώσεις, όπως η μεθανόλη. Οπως αναμενόταν, η πυκνότητα των αερίων είναι μεγαλύτερη όσο πλησιάζει κανείς προς τον πυρήνα του κομήτη. Η συμβολή από τις πυροδοτήσεις των μικρών κινητήρων του σκάφους κατά τους ελιγμούς του στη σύνθεση των αερίων αυτών θεωρείται ασήμαντη. Το μοριακό οξυγόνο που εντοπίστηκε (για πρώτη φορά σε κομήτη) στα 3.000 δείγματα που συνέλεξε το σκάφος μεταξύ Σεπτέμβρη 2014 και Μάρτη 2015, ήταν σε ποσοστό 1% - 10% του ποσοστού των υδρατμών στα ίδια δείγματα. Κατά μέσο όρο ήταν 3,8% των αερίων, δέκα φορές περισσότερο απ' ό,τι προέβλεπαν τα μοντέλα για τη χημεία των μοριακών νεφών στο Διάστημα.
Συσχέτιση με το νερό
Η
συσχέτιση ποσοστών υδρατμών - οξυγόνου σημαίνει ότι η πηγή και των δύο
βρίσκεται στον πυρήνα του κομήτη. Αντίθετα, δεν εντοπίστηκε κάποια
συσχέτιση των συγκεντρώσεων οξυγόνου και μονοξειδίου του άνθρακα ή
αζώτου, ούτε εντοπίστηκε όζον. Η αναλογία οξυγόνου - νερού παρέμεινε
σταθερή, παρότι ο κομήτης πλησίαζε ολοένα και περισσότερο στον Ηλιο, ενώ
οι διακυμάνσεις της προς τα κάτω, φαίνεται να σχετίζονται με τον
ημερήσιο κύκλο (σχηματισμός πάγου - εξάχνωση πάγου) του νερού στην
επιφάνεια του κομήτη.Οι ερευνητές εξέτασαν το ενδεχόμενο το μοριακό οξυγόνο να προέρχεται από φωτόλυση (φωτόνια σπάνε τους χημικούς δεσμούς) ή ραδιόλυση (από ενεργητικά φωτόνια, ή γρήγορα ηλεκτρόνια ή ιόντα) του πάγου νερού. Αυτή είναι η αιτία προέλευσης του μοριακού οξυγόνου στους δορυφόρους των εξωτερικών πλανητών του ηλιακού συστήματος. Η ραδιόλυση θα μπορούσε να επενεργεί επί δισεκατομμύρια χρόνια, όσο καιρό ο κομήτης βρισκόταν στη ζώνη Κούιπερ και να οδηγήσει στην παραγωγή μοριακού οξυγόνου σε αρκετά μέτρα βάθους της επιφάνειας του κομήτη. Αλλά αυτό το οξυγόνο θα είχε χαθεί μετά την αλλαγή πορείας του κομήτη προς το θερμό εσωτερικό του ηλιακού συστήματος. Η σταθερή συγκέντρωση του οξυγόνου στα αέρια της κόμης σημαίνει ότι η φωτόλυση και η ραδιόλυση που συμβαίνουν σήμερα, επίσης δεν μπορεί να είναι αιτία για το παρατηρούμενο οξυγόνο, καθώς αυτό παράγεται στο πρώτο χιλιοστό βάθους μέσα στο έδαφος και θα χανόταν αμέσως μόλις πλησίαζε στον Ηλιο. Επιπλέον, η συγκέντρωσή του θα αύξαινε καθώς ο κομήτης θα δεχόταν περισσότερη ακτινοβολία. Το μοριακό οξυγόνο πρέπει με κάποιο τρόπο να ενσωματώθηκε στους πάγους που βρίσκονται στο εσωτερικό του Τσουριούμοφ - Γκερασιμένκο και απελευθερώνεται μαζί με το νερό που το συγκρατεί.
Η εντυπωσιακή και η πεζή λύση
Μία
εκδοχή είναι η ενσωμάτωση αυτή να έγινε στο στάδιο του πρωτοπλανητικού
νεφελώματος του ηλιακού συστήματος, αλλά θα έπρεπε να υπάρξει απότομη
μείωση της θερμοκρασίας στους -243 βαθμούς Κελσίου, ώστε να εγκλωβιστεί
υπό τις συνθήκες του νεφελώματος μοριακό οξυγόνο μέσα σε πάγο νερού και
οι κόκκοι πάγου να μείνουν αναλλοίωτοι κατά τη διαδικασία σχηματισμού
του κομήτη. Παραλλαγή αυτής της εκδοχής είναι η θερμοκρασία του
πρωτοπλανητικού νεφελώματος να ήταν 10-20 βαθμούς πάνω από τους -263
βαθμούς που θεωρείται ότι έχουν αυτά τα νεφελώματα.Βεβαίως, υπάρχει και η πιο απλή λύση, που συνάδει και με την πρόσφατη ανακάλυψη ότι ο Τσουριούμοφ - Γκερασιμένκο σχηματίστηκε από τη χαμηλής ταχύτητας σύγκρουση δύο μικρότερων κομητών (οι δύο σημερινοί λοβοί του). Αυτή η σύγκρουση έγινε ενώ οι πρόγονοι - κομήτες βρίσκονταν στη ζώνη Κούιπερ, όταν μπορεί ήδη να είχαν συσσωρεύσει στους πάγους τους αρκετό οξυγόνο από ραδιόλυση. Αυτό το οξυγόνο εγκλωβίστηκε στο «λαιμό» του κομήτη που σχημάτισαν όταν συνενώθηκαν, ενώ το υδρογόνο (που επίσης σχηματίζεται από τη ραδιόλυση του νερού) ως πολύ πιο διεισδυτικό διαχύθηκε προς το Διάστημα μέσα από τα συσσωματώματα πάγων και σκόνης, επιτρέποντας στο οξυγόνο να διατηρηθεί και να μην ξανασυνδυαστεί μαζί του χημικά σε νερό.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου