La superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, vista desde una altura de 10 kilómetros [ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0].
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Asteroides y cometas
La historia del sistema solar está escrita en los asteroides y los cometas: fragmentos de roca y hielo que escaparon a los complejos procesos de formación planetaria, por lo que aún hoy conservan casi intacta su composición original. Descubre en este monográfico digital (en PDF) qué hemos aprendido en los últimos años sobre estos cuerpos primigenios, qué nos han revelado las recientes misiones Rosetta y New Horizons y cómo todo ello ha obligado a los astrónomos a repensar los orígenes de nuestro pequeño entorno cósmico.
Parece que acaba de explicarse uno de los hallazgo más misteriosos de la misión Rosetta, de la Agencia Espacial Europea, que investigó muy de cerca el cometa Churyumov-Gerasimenko entre agosto de 2014 y septiembre de 2016: en la coma, o envoltura, gaseosa del cometa encontró grandes cantidades de oxígeno molecular. En algunas mediciones había hasta una décima parte de la cantidad de agua, que seguramente forma la mayor parte de la masa del cometa. Los especialistas se rompieron la cabeza pensando en cómo ese pequeño pedazo de hielo podía haber reunido tanto O2. ¿Era un resto de la nube primigenia del sistema solar?
Ahora, Yunxi Yao y Konstantinos P. Giapis, el Instituto de Tecnología de California, han mostrado con una serie de experimentos que las moléculas de oxígeno seguramente se han originado recientemente y por la fuerzao. Según estos investigadores, el oxígeno se generó en una reacción de Eley-Rideal, un exótico tipo de transformación química conocido solo por unos cuantos expertos. En una reacción así, inciden moléculas con gran energía sobre una superficie y reaccionan con otras adsorbidas (incorporadas) en esta, tras lo cual una nueva molécula producto de esa reacción rebota desde la superficie. Los investigadores citan los resultados de la sonda Rosetta, según los cuales el agua del núcleo del cometa se sublima y a causa de la intensa radiación ultravioleta del Sol pierde un electrón. Los iones H2O+ así creados son acelerados por el viento solar hasta energías de entre 120 y unos 800 electronvoltios, y bombardean constantemente la superficie del cometa.
Giapis y Yao, que investigan las reacciones de Eley-Rideal para la fabricación de chips, han imitado este proceso en su laboratorio, y han encontrado la explicación del origen del oxígeno. El agua ionizada reacciona con los óxidos de hierro o silicatos que hay en la superficie del cometa, y entre otros resultados puede ocurrir que arranque directamente un átomo de oxígeno de una de esas moléculas de la superficie; se crearía así un estado transitorio con dos hidrógenos y dos oxígenos, que se disociaría liberando un ion de O2, el cual pierde finalmente su electrón de más por efecto de la luz. El hallazgo no solo habla de la multiplicidad y singularidad asombrosas de la química de los núcleos cometarios, sino que supone también una advertencia para la investigación de los exoplanetas: como las moléculas de oxígeno son tan raras en el universo y tan abundantes en la Tierra, puede parecer que detectarlas es un posible indicador de vida en otros mundos; pero quizá solo serían el producto de una química peculiar.
Más información en Nature Communications.
Fuente: spektrum.de/Lars Fischer.
