Dioxidante en el cometa Tchouri, un descubrimiento inesperado

La sonda Rosetta escanea el cometa 67P / Tchourioumov-Guérassimenko, o «Chouri» en todas las costuras desde que se puso en órbita a su alrededor en julio de 2014. Uno de los objetivos de esta misión es estudiar las características de los cometas para aprender más sobre los comienzos de la historia del Sistema Solar. Pero nada es más emocionante para un investigador que un descubrimiento inesperado: mediciones realizadas con el espectrómetro de masas ROSINA de la sonda Rosetta entre septiembre de 2014 y marzo de 2015 y analizado por Andre Bieler, de la universidad de Michigan, y colegas, han resaltado grandes cantidades de oxígeno en la nube de gas y polvo que anida en Tchouri.

No se anticipó la presencia de este gas, y su origen hace pasar un mal rato a los astrofísicos. De hecho, el oxígeno molecular, omnipresente en la Tierra, también es abundante en ciertas lunas de Júpiter y Saturno e incluso se ha detectado en pequeñas cantidades en dos nubes moleculares del medio interestelar, pero nunca en las proximidades de un cometa.

Los astrofísicos estudiaron la composición del cabello, o coma, de Tchouri, alimentado por la desgasificación del núcleo cometario. Por lo tanto, han demostrado que el coma está compuesto principalmente (95%) de agua (H2O), monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2). También aislaron pequeñas cantidades de compuestos sulfurosos y compuestos de carbono. El oxígeno representa aproximadamente el 4% de la cantidad de agua. Este resultado es aún más sorprendente ya que es poco probable que la molécula de oxígeno sobreviva en este entorno, porque se rompe fácilmente por la radiación ultravioleta y reacciona rápidamente con hidrógeno para formar agua.

Por lo tanto, una cantidad tan grande de oxígeno en el cabello del cometa plantea la cuestión de su formación. ¿Fue producido in situ o estuvo presente antes de que se formara el cometa? ? Qué procesos participan en su síntesis ?

En la Tierra, el origen del oxígeno que respiramos es bien conocido: hace 2.400 millones de años, las cianobacterias se reunieron en estromatolitos enriquecidos a través de fotosíntesis de la atmósfera en dioxígeno. Para los cometas, tal proceso obviamente está excluido.

La radiación ultravioleta que rompe las moléculas de oxígeno también puede romper los enlaces químicos en el hielo de agua y, por lo tanto, formar oxígeno. Hablamos de fotólisis (o radiólisis si es a través de el bombardeo de partículas de alta energía). Este fenómeno es visible en las lunas congeladas de Júpiter y en los anillos de Saturno. Probablemente también actúa sobre cometas en el cinturón de Kuiper, en el borde del Sistema Solar. Bajo la acción de bombardear durante miles de millones de años, el oxígeno se formaría y se difundiría hasta varios metros de profundidad en el hielo. Sin embargo, hay un problema en este escenario: un cometa como Tchouri, que dejó el cinturón de Kuiper y pasó varias veces cerca del Sol, ya ha perdido un espesor de hielo demasiado grande para contener oxígeno formado por este sesgo .

La radiación solar también podría causar dixoygene en el hielo del cometa, pero solo en una capa superficial de unos pocos micrómetros. La pérdida de material desgasificante cuando Tchouri se acercó al Sol habría llevado a una variación en la cantidad de oxígeno medida durante el período de observación, entre septiembre de 2014 y marzo de 2015, que no es el caso. .

Por lo tanto, el oxígeno de Tchouri podría ser oxígeno primordial, presente desde la formación del cometa. Un posible origen es el de las nubes moleculares. En particular, el corazón de la nube Rho Ophiuci, que contiene trazas de oxígeno, tiene una temperatura de 20 a 30 Kelvin, que es más alta que la mayoría de las nubes moleculares, generalmente alrededor de 10 Kelvin. Si la nube de gas que dio a luz al Sistema Solar fuera lo suficientemente cálida, podría haber contenido oxígeno. Sin embargo, los modelos de reacciones químicas en las nubes moleculares conducen a niveles más bajos de oxígeno que los observados en Tchouri. Y además, prevén la formación de ozono (O3), del cual no se detecta rastro en Tchouri.

Otra posibilidad es que los granos de hielo que se han aglomerado para formar el cometa hayan sufrido alteraciones por fotólisis o radiólisis. El oxígeno formado habría quedado atrapado en la aspereza del hielo, mientras que el hidrógeno se habría difundido a través del hielo, lo que limitaría la posibilidad de reacción entre estos elementos para reformar el agua.

La cuestión del origen del oxígeno de Tchouri, por lo tanto, sigue sin resolverse. La exploración de cometas y otros cuerpos congelados del Sistema Solar (misión Dawn en Ceres o New Horizons en Plutón, por ejemplo), trae en cualquier caso sus muchas sorpresas y refinar nuestra comprensión de la formación del Sistema Solar.

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