Je leest:

Rosetta ontdekt dat komeet 67P zuurstof ademt

Rosetta ontdekt dat komeet 67P zuurstof ademt

Ontdekking gaat tegen de bestaande komeetmodellen in

Toen de Rosetta-sonde zuurstof op komeet 67P ontdekte, waren de onderzoekers verrast. Ze dachten namelijk dat zuurstof niet lang kan overleven op een komeet. Amerikaanse wetenschappers verklaarden in 2017 – na het testen van dat mechanisme in een lab – hoe de komeet haar eigen zuurstof produceert.

Astronomen zijn verrast: de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko bevat zuurstofmoleculen. Dat blijkt uit onderzoek van het Europese ruimtevaartuig Rosetta dat rond de komeet cirkelt. Een internationaal team van onderzoekers waaronder Ewine van Dishoeck en Catherine Walsh van de Universiteit Leiden publiceerde de resultaten vorige week in het vaktijdschrift Nature.

Verklaring voor zuurstof op 67P

Onderzoekers dachten dat de ontdekking van zuurstof op komeet 67P de ontstaanstheorie van het zonnestelsel misschien wel overhoop haalde. In mei 2017 publiceren Amerikaanse wetenschappers een sluitende verklaring voor het veel recenter ontstaan van zuurstof op de komeet. Watermoleculen in de omgeving van de komeet worden geïoniseerd door straling van de zon, waarna ze geladen zijn en terugvallen naar het oppervlak. Daar reageren ze met zuurstofrijk gesteente en vormen moleculair zuurstof (O2). Het (onstabiele) zuurstof hoeft dus niet miljarden te hebben ‘overleefd’ in 67P.

Ruimtevaartuig Rosetta vond het afgelopen jaar rond 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) al waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide en diverse stikstof-, zwavel- en koolstofverbindingen. Maar moleculair zuurstof, dus O2, de zuurstof die we hier op aarde inademen, was nog niet ontdekt.

Komeet 67P/C-G van dichtbij gefotografeerd door de Rosetta-sonde. Doordat de komeet bij het naderen van de zon opwarmt ontsnappen er grote hoeveelheden gassen uit het hemellichaam.
ESA

Ook bij andere kometen is tot nu toe geen zuurstof ontdekt. Dat komt onder andere doordat zuurstof snel reageert tot ozon (O3) of water (H2O). De onderzoekers waren dan ook verrast toen ze zuurstof ontdekten in de wolk rond 67P/C-G. Ewine van Dishoeck van de Sterrewacht Leiden onderzoekt de soorten moleculen die in de ruimte voorkomen en zegt over deze ontdekking: “Voor mij is dit het meest verrassende chemische resultaat van de Rosetta-missie tot nu toe. Decennialang hebben we gezocht naar interstellaire zuurstof zonder veel succes en nu vinden we haar zomaar in grote hoeveelheden in een komeet.” De resultaten van het onderzoek zijn vorige week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.

De onderzoekers analyseerden meer dan drieduizend spectra die ROSINA tussen september 2014 en maart 2015 verzamelde. Dat is het Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis-instrument van het Europese ruimte-agentschap ESA. Uit de gegevens bleek dat er in de gaswolk rond de komeet gemiddeld vier zuurstofmoleculen zijn voor elke honderd watermoleculen. Dat is tien keer meer zuurstof dan bestaande modellen over gaswolken in de ruimte voorspellen.

Warme ontstaansgeschiedenis

De hoeveelheid zuurstof in de gaswolk rond de komeet was gedurende het half jaar vrij constant. Dat is een aanwijzing dat het mogelijk al bij de vorming van de komeet geïncorporeerd is.

De onderzoekers vermoeden dat de zuurstof miljarden jaren geleden is opgenomen uit de gaswolk waaruit ons zonnestelsel inclusief kometen ontstond. Het probleem is dat de huidige modellen over de condities waaronder ons zonnestelsel zich vormde dat eigenlijk niet toelaten.

Artistieke impressie van de zogenoemde protoplanetaire schijf. Sterren ontstaan uit kosmische gaswolken die ‘instorten’ onder invloed van hun eigen zwaartekracht. De objecten die uiteindelijk om sterren heen draaien, bijvoorbeeld planeten, planetoïden en kometen, ontstaan doordat een gasschijf om de pasgeboren ster verder samenklontert.
ESA/C. Carreau

Een mogelijke verklaring is dat de zon geboren is in een wolk die iets warmer was dan normaal, hetgeen consistent is met de geringe hoeveelheid stikstof in de komeet. Een andere optie is dat de zuurstof geproduceerd is door bestraling van poreus waterijs. Op de een of andere manier moet de zuurstof beschermd zijn geweest tijdens de vorming van de komeet omdat de zuurstof anders vernietigd zou worden door chemische reacties. Hoe dan ook, deze ontdekking impliceert dat de chemische modellen van ons vroege zonnestelsel herzien moeten worden.

“Dit een opwindende ontdekking”, zegt co-auteur Catherine Walsh, ook van de Sterrewacht Leiden. “Het is mogelijk dat zuurstof gevormd wordt en overleeft op manieren die we nu nog niet begrijpen. We staan te popelen om de astrochemie van de schijnbaar simpele zuurstof te ontrafelen.”

Bron

  • Bieler, A. et al., Abundant molecular oxygen in the coma of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, Nature (28 oktober 2015), DOI:10.1038/nature15707
Dit artikel is een publicatie van Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA).
© Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 november 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.