Wetenschappers hebben ontdekt dat moleculaire zuurstof rond komeet 67P niet wordt geproduceerd op het oppervlak, zoals sommigen suggereerden, maar kan van zijn lichaam zijn.

Het Rosetta-ruimtevaartuig van de European Space Agency begeleidde komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko op zijn reis rond de zon van augustus 2014-september 2016, een sonde laten vallen en uiteindelijk op het oppervlak neerstorten.

Wanneer de komeet dicht genoeg bij de zon is, 'sublimeert' het ijs op het oppervlak - transformeert het van vast naar gas - en vormt een gasatmosfeer die een coma wordt genoemd. Analyse van de coma door instrumenten op Rosetta onthulde dat het niet alleen water bevatte, koolmonoxide en kooldioxide, als verwacht, maar ook moleculaire zuurstof.

Moleculaire zuurstof is twee zuurstofatomen die met elkaar verbonden zijn, en op aarde is het essentieel voor het leven, waar het wordt geproduceerd door fotosynthese. Het is eerder ontdekt rond enkele van de ijzige manen van Jupiter, maar het werd niet verwacht dat het in de buurt van een komeet zou worden gevonden.

Het wetenschappelijke team van Rosetta meldde oorspronkelijk dat de zuurstof hoogstwaarschijnlijk afkomstig was van het hoofdlichaam van de komeet, of kern. Dit betekende dat het 'oer' was - dat het al aanwezig was toen de komeet zelf 4,6 miljard jaar geleden aan het begin van het zonnestelsel werd gevormd.

Een groep externe onderzoekers suggereerde echter dat er mogelijk een andere bron voor moleculaire zuurstof bij kometen is. Ze hadden een nieuwe manier ontdekt om moleculaire zuurstof in de ruimte te produceren, geactiveerd door energetische ionen - elektrisch geladen moleculen. Ze stelden voor dat reacties met energetische ionen op het oppervlak van komeet 67P in plaats daarvan de bron zouden kunnen zijn van de gedetecteerde moleculaire zuurstof.

Nutsvoorzieningen, leden van het Rosetta-team hebben de gegevens over de zuurstof van 67P geanalyseerd in het licht van de nieuwe theorie. In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie en geleid door natuurkundigen van het Imperial College London, ze melden dat het voorgestelde mechanisme voor het produceren van zuurstof op het oppervlak van de komeet niet voldoende is om de waargenomen niveaus in de coma te verklaren.

Hoofdauteur dhr. Kevin Heritier, van de afdeling natuurkunde van Imperial, zei:"De eerste detectie van moleculaire zuurstof in 67P's coma was zowel zeer verrassend als opwindend".

"We hebben de nieuwe theorie van de productie van moleculaire zuurstof aan het oppervlak getest met behulp van waarnemingen van energetische ionen, deeltjes die de oppervlakteprocessen in gang zetten die zouden kunnen leiden tot de productie van moleculaire zuurstof. We ontdekten dat de hoeveelheid aanwezige energetische ionen niet genoeg moleculaire zuurstof kon produceren om rekening te houden met de hoeveelheid moleculaire zuurstof die in coma wordt waargenomen."

Co-auteur Dr. Marina Galand, van het Department of Physics van Imperial and Science Co-Investigator van het Rosetta Plasma Consortium, toegevoegd:"Oppervlaktegeneratie van moleculaire zuurstof kan nog steeds plaatsvinden op 67P, maar het grootste deel van de moleculaire zuurstof in de coma wordt niet geproduceerd door een dergelijk proces."

De nieuwe analyse is consistent met de oorspronkelijke conclusie van het team, dat moleculaire zuurstof hoogstwaarschijnlijk primordiaal is. Andere theorieën zijn voorgesteld, en nog niet uitgesloten, maar de oertheorie past momenteel het beste bij de gegevens.

Dit wordt ook ondersteund door recente theorieën die de vorming van moleculaire zuurstof in donkere wolken en de aanwezigheid van moleculaire zuurstof in het vroege zonnestelsel opnieuw bekeken. Bij dit model is gevormde moleculaire zuurstof bevroor op kleine stofkorrels. Deze granen verzamelden meer materiaal, uiteindelijk de komeet opbouwen en de zuurstof in de kern opsluiten.