Molekylær ilt i kometatmosfære, der ikke er skabt på dens overflade

Forskere har fundet ud af, at molekylær oxygen omkring kometen 67P ikke produceres på dens overflade, som nogle foreslog, men kan være fra dens krop.

Den Europæiske Rumorganisations Rosetta-rumfartøj eskorterede kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko på sin rejse rundt om solen fra august 2014-september 2016, tabe en sonde og til sidst styrte ned på dens overflade.

Når kometen er tæt nok på solen 'sublimerer' isen på dens overflade - forvandles fra fast til gas - og danner en gasatmosfære kaldet koma. Analyse af komaet med instrumenter på Rosetta viste, at det ikke kun indeholdt vand, kulilte og kuldioxid, som forventet, men også molekylær oxygen.

Molekylær ilt er to iltatomer forbundet med hinanden, og på Jorden er det afgørende for liv, hvor det dannes ved fotosyntese. Det er tidligere blevet opdaget omkring nogle af Jupiters iskolde måner, men det forventedes ikke at blive fundet omkring en komet.

Rosetta-videnskabsholdet rapporterede oprindeligt, at ilten højst sandsynligt kom fra kometens hovedlegeme, eller kerne. Det betød, at den var 'urbefolket' - at den allerede var til stede, da selve kometen blev dannet i begyndelsen af ​​solsystemet for 4,6 milliarder år siden.

En gruppe eksterne forskere foreslog imidlertid, at der kunne være en anden kilde til molekylært ilt ved kometer. De havde opdaget en ny måde at producere molekylært oxygen i rummet udløst af energiske ioner - elektrisk ladede molekyler. De foreslog, at reaktioner med energiske ioner på overfladen af ​​kometen 67P i stedet kunne være kilden til det påviste molekylære oxygen.

Nu, medlemmer af Rosetta-teamet har analyseret dataene om 67P's ilt i lyset af den nye teori. I et papir offentliggjort i dag i Naturkommunikation og ledet af Imperial College London fysikere, de rapporterer, at den foreslåede mekanisme til at producere ilt på overfladen af ​​kometen ikke er tilstrækkelig til at forklare de observerede niveauer i koma.

Hovedforfatter Kevin Heritier, fra Institut for Fysik ved Imperial, sagde:"Den første påvisning af molekylær oxygen i 67P's koma var både meget overraskende og spændende".

"Vi testede den nye teori om overflademolekylær iltproduktion ved hjælp af observationer af energiske ioner, partikler, der udløser overfladeprocesser, som kan føre til produktion af molekylært oxygen. Vi fandt ud af, at mængden af ​​tilstedeværende energiske ioner ikke kunne producere nok molekylært oxygen til at tage højde for mængden af ​​molekylært oxygen observeret i koma."

Medforfatter Dr. Marina Galand, fra Institut for Fysik ved Imperial and Science Co-Investigator af Rosetta Plasma Consortium, tilføjet:"Overfladegenerering af molekylært oxygen kan stadig ske på 67P, men størstedelen af ​​den molekylære ilt i koma produceres ikke gennem en sådan proces."

Den nye analyse er i overensstemmelse med teamets oprindelige konklusion, at molekylær oxygen højst sandsynligt er primordial. Andre teorier er blevet foreslået, og kan endnu ikke udelukkes, men urteorien passer i øjeblikket bedst til dataene.

Dette understøttes også af nyere teorier, som genbesøgte dannelsen af ​​den molekylære oxygen i mørke skyer og tilstedeværelsen af ​​molekylær oxygen i det tidlige solsystem. I denne model, dannet molekylær oxygen frøs fast på små støvkorn. Disse korn indsamlede mere materiale, til sidst at bygge kometen op og låse ilten i kernen.