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 onder leiding van Kathrin Altwegg (Universität Bern) met daarbij Ewine van Dishoeck en Catherine Walsh (beiden Universiteit Leiden) publiceert de resultaten donderdag in het wetenschappelijke toptijdschrift Nature. De meest waarschijnlijke verklaring voor de verrassing is dat de zuurstof al tijdens de vorming van de komeet is geïncorporeerd.
Ruimtevaartuig Rosetta vond het afgelopen jaar rond 67P/Churyumov-Gerasimenko 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.
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. Moleculen-in-de-ruimte-expert Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden): "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."
10x meer zuurstof dan modellen voorspellen
De onderzoekers analyseerden meer dan drieduizend spectra die tussen september 2014 en maart 2015 waren verzameld door ROSINA. Dat is de Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis van het Europese ruimteagentschap ESA. Uit de gegevens bleek dat er in de gaswolk rond de komeet gemiddeld 4 zuurstofmoleculen zijn voor elke 100 watermoleculen. Dat is 10 keer meer zuurstof dan bestaande modellen over gaswolken in de ruimte voorspellen.
De hoeveelheid zuurstof in de gaswolk rond de komeet was gedurende het half jaar vrij constant. Dat is een aanwijzing dat de zuurstof 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.
Beschermd zuurstof
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.
Co-auteur Catherine Walsh (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden): "Dit een opwindende ontdekking. Het zou kunnen 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."
Artikel
Abundant molecular oxygen in the coma of 67P/Churyumov-Gerasimenko. Door: A. Bieler, K. Altwegg, H. Balsiger, A. Bar-Nun, J.-J. Berthelier, P. Bochsler, C. Briois, U. Calmonte, M. Combi, J. De Keyser, E.F. van Dishoeck, B. Fiethe, S.A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, K.C. Hansen, M. Hässig, 9, A. Jäckel, E. Kopp, A. Korth, L. Le Roy, U. Mall, R. Maggiolo, B. Marty, O. Mousis, H. Rème, M. Rubin, T. Sémon, C.-Y. Tzou, J.H. Waite, C. Walsh, P. Wurz. In: Nature, 29 oktober 2015
Verrassing: komeet 67P bevat zuurstof
