Comet 67P’nin bol oksijeni daha çok bir yanılsama, yeni çalışma gösteriyor

Avrupa Uzay Ajansı’nın Rosetta uzay aracı, 2015 yılında 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P) kuyruklu yıldızından bol miktarda moleküler oksijen patlaması keşfettiğinde, bilim insanlarını şaşırttı. Bırakın bu kadar bolluk içinde oksijen yayan bir kuyrukluyıldız görmemişlerdi. Ancak en endişe verici olanı, daha derindeki çıkarımlardı: Araştırmacıların çok fazla oksijeni hesaba katmaları gerekiyordu, bu da erken güneş sisteminin kimyası ve nasıl oluştuğu hakkında zaten bildiklerini düşündükleri her şeyi yeniden gözden geçirmek anlamına geliyordu.

Bununla birlikte, Maryland, Laurel’deki Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda (APL) gezegen bilimcisi Adrienn Luspay-Kuti tarafından yürütülen yeni bir analiz, Rosetta’nın keşfinin bilim adamlarının ilk hayal ettiği kadar garip olmayabileceğini gösteriyor. Bunun yerine, kuyruklu yıldızın gerçekte olduğundan daha fazla oksijen varmış gibi görünmesini sağlayan iki dahili rezervuar olduğunu öne sürüyor.

Luspay-Kuti, “Bu bir tür illüzyon” dedi. “Gerçekte, kuyruklu yıldız bu yüksek oksijen bolluğuna sahip değil, en azından oluşumu kadar değil, ama kuyruklu yıldızın üst katmanlarında sıkışıp kalan ve daha sonra bir kerede serbest bırakılan oksijeni biriktirdi.”

Dünya’da yaygın olmakla birlikte, moleküler oksijen (birbirine iki kat bağlantılı iki oksijen atomu) evrende oldukça nadirdir. Diğer atomlara ve moleküllere, özellikle de evrensel olarak bol bulunan hidrojen ve karbon atomlarına hızla bağlanır, bu nedenle oksijen, yalnızca birkaç moleküler bulutta yalnızca küçük miktarlarda görünür. Bu gerçek, birçok araştırmacının güneş sistemimizi oluşturan protosolar bulutsudaki herhangi bir oksijenin muhtemelen benzer şekilde toplanmış olduğu sonucuna varmasına neden oldu.

Ancak Rosetta, 67P kuyruklu yıldızından oksijen çıktığını fark ettiğinde, her şey tersine döndü. Daha önce hiç kimse bir kuyruklu yıldızda oksijen görmemişti ve kuyruklu yıldızın parlak komada (su, karbondioksit ve karbon monoksitten sonra) en bol dördüncü molekül olduğu için bir açıklamaya ihtiyacı vardı. Oksijen kuyruklu yıldızdan suyla çıkıyor gibi görünüyordu ve birçok araştırmacının oksijenin ya ilkel olduğundan (yani güneş sisteminin doğuşunda suyla bağlandığından ve daha sonra oluştuğunda kuyruklu yıldızda toplandığından) ya da sudan oluştuğundan şüphelenmesine neden oldu. kuyruklu yıldız oluştuktan sonra.

Ancak Luspay-Kuti ve ekibi şüpheciydi. Kuyruklu yıldızın halter şekli kademeli olarak döndükçe, her bir “çan” (veya yarım küre) çeşitli noktalarda güneşe bakar, yani kuyruklu yıldızın mevsimleri vardır, bu nedenle oksijen-su bağlantısı her zaman mevcut olmayabilir. Kısa zaman dilimlerinde, uçucu maddeler mevsimlerle birlikte çözülüp yeniden dondukça potansiyel olarak açılıp kapanabilir.

Şimdi görüyorsun, şimdi görmüyorsun

Bu mevsimlerden yararlanan ekip, kuyruklu yıldızın güney yarım küresinin yaza girmesinden hemen önce ve yaz sona erdiğinde tekrar kısa ve uzun zaman dilimlerindeki moleküler verileri inceledi. 10 Mart’ta yayınlanan çalışmalarında bildirildiği gibi Doğa Astronomi, ekip, güney yarımküre uzaklaştıkça ve güneşten yeterince uzaklaştıkça oksijen ve su arasındaki bağlantının kaybolduğunu keşfetti. Kuyruklu yıldızdan çıkan su miktarı hızla düştü, bunun yerine oksijen, kuyruklu yıldızın hala yaymakta olduğu karbon dioksit ve karbon monoksit ile güçlü bir şekilde bağlantılı görünüyordu.

Luspay-Kuti, “Önceki açıklamalara göre bunun mümkün olması mümkün değil,” dedi. “Oksijen ilkel olsaydı ve oluşumunda suya bağlı olsaydı, oksijenin karbon monoksit ve karbon dioksit ile güçlü bir şekilde ilişkili olduğu, ancak su ile ilişkili olmadığı hiçbir zaman olmamalıydı.”

Ekip bunun yerine kuyruklu yıldızın oksijeninin sudan değil, iki rezervuardan geldiğini öne sürdü: biri kuyruklu yıldızın kayalık çekirdeğinin derinliklerinde oksijen, karbon monoksit ve karbondioksitten oluşuyordu; ve oksijenin su buzu molekülleriyle kimyasal olarak birleştiği yüzeye daha yakın sığ bir cep.

Fikir şöyle devam ediyor: Oksijen, karbon monoksit ve karbon monoksit çok düşük sıcaklıklarda buharlaştığı için derin bir oksijen, karbon monoksit ve karbon dioksit buz rezervuarı sürekli gaz yayar. Bununla birlikte, oksijen kuyruklu yıldızın içinden yüzeye doğru hareket ederken, bir kısmı kimyasal olarak su buzu (kuyruklu yıldızın çekirdeğinin önemli bir bileşeni) içine girerek ikinci, daha sığ bir oksijen rezervuarı oluşturur. Ancak su buzu oksijenden çok daha yüksek bir sıcaklıkta buharlaşır, bu nedenle güneş yüzeyi yeterince ısıtıp su buzu buharlaştırana kadar oksijen sıkışır.

Sonuç olarak, kuyruklu yıldız yüzeyi sonunda su buzu buharlaşacak kadar ısınana ve kuyrukluyıldızda gerçekte mevcut olandan çok daha zengin bir oksijen bulutu açığa çıkarana kadar oksijen bu sığ rezervuarda uzun süre birikebilir.

Luspay-Kuti, “Başka bir deyişle, kuyruklu yıldızın komada ölçülen oksijen bolluğu, kuyruklu yıldızın çekirdeğindeki bolluklarını mutlaka yansıtmıyor” dedi.

Sonuç olarak kuyruklu yıldız, suyla güçlü bir şekilde ilişki kurma (güneş yüzeyi ısıttığında) ile karbondioksit ve karbon monoksit ile güçlü bir şekilde ilişki kurma (bu yüzey güneşten uzaklaştığında ve kuyruklu yıldız yeterince uzakta olduğunda) arasındaki mevsimlerle de bocalayacaktır. Rosetta gözlemledi.

“Bu sadece bir açıklama değil: [only] Fransa’daki Aix-Marseille Université’den gezegen bilimcisi ve çalışmanın ortak yazarı Olivier Mousis, “çünkü başka bir olasılık yok” diyor ve ekliyor: “Eğer oksijen yüzeyden yeni geliyor olsaydı, Rosetta’nın gözlemlediği bu eğilimleri görmezdiniz. “

En önemli anlamı, bunun, kuyruklu yıldız 67P’nin oksijeninin aslında güneş sisteminin başlangıcında biriken oksijen olduğu anlamına geldiğini söyledi. Sadece insanların düşündüklerinin sadece bir kısmı.

Luspay-Kuti, kuyruklu yıldızın metan ve etan gibi küçük moleküler türlerini ve bunların moleküler oksijen ve diğer büyük türlerle olan korelasyonunu inceleyerek konuyu daha derinlemesine araştırmak istediğini söyledi. Bunun, araştırmacıların oksijenin dahil olduğu buz türü hakkında daha iyi bir fikir edinmelerine yardımcı olacağından şüpheleniyor.

Luspay-Kuti, oksijen miktarının hala çoğu moleküler bulutta görülenden daha yüksek olduğunu düşünerek, “Hala oksijeni kuyruklu yıldıza dahil etmenin bir yolunu bulmalısınız.” Dedi. Ancak, araştırmacıların çoğunluğunun çalışmayı ve sonuçlarını rahat bir nefesle karşılayacağını beklediğini söyledi.