Perché le teste delle comete possono essere verdi ma la coda no? Gli scienziati hanno ora risolto questo mistero, rimasto irrisolto per quasi 100 anni.
Di tanto in tanto, dalla fascia di Kuiper e dalla nuvola di Oort arrivano comete, composte da ghiaccio, polvere e rocce: i resti della formazione del sistema solare con un'età di 4,6 miliardi di anni.
Subiscono metamorfosi colorate mentre attraversano il cielo, con le teste di molte comete che assumono un verde radioso che si illumina mentre si avvicinano al Sole. Ma, stranamente, quella tonalità verde svanisce prima di raggiungere una o due code che si trascinano dietro la cometa.
Astronomi, fisici e chimici si sono interrogati su questo mistero per quasi un secolo. Negli anni '30, il fisico Gerhard Herzberg suggerì che questo fenomeno fosse dovuto alla distruzione del carbonio biatomico da parte della luce solare (noto anche come dicarbonio o C2), una sostanza chimica formata dall'interazione della luce solare e della materia organica nella testa della cometa - ma poiché il dicarbonio è instabile, questo teoria era difficile da testare.
Un nuovo studio degli scienziati dell'UNSW, pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS), ha finalmente trovato un modo per testare questa reazione chimica in laboratorio e quindi dimostrare che la teoria vecchia di 90 anni è corretta.
"Abbiamo mostrato il meccanismo con cui il dicarbonio viene scisso dalla luce solare", afferma Timothy Schmidt, professore di chimica all'UNSW Science e autore senior dello studio.
"Questo spiega perché il coma verde - lo strato sfocato di gas e polvere che circonda il nucleo - si restringe quando la cometa si avvicina al Sole, e anche perché la coda della cometa non è verde".
Il giocatore chiave al centro del puzzle, il dicarbonio, è altamente reattivo ed è responsabile di molte comete che diventano verdi. È costituito da due atomi di carbonio e può essere trovato solo in ambienti estremamente energetici o a basso contenuto di ossigeno come stelle, comete e il mezzo interstellare.
Il dicarbonio non esiste sulle comete finché non si avvicinano al Sole. Quando il Sole inizia a riscaldare la cometa, la materia organica sul nucleo di ghiaccio evapora e si trasforma in coma. La luce del sole rompe quindi queste molecole organiche più grandi per creare dicarbonio.
Il team di ricerca dell'UNSW ha ora dimostrato che quando la cometa si avvicina al Sole, la radiazione ultravioletta estrema divide le molecole di dicarbonio che il Sole ha recentemente creato in un processo chiamato "fotodissociazione".
Questo processo distrugge il dicarbonio prima che possa allontanarsi dal nucleo, con il risultato che il coma verde diventa più luminoso e più stretto e la tinta verde non raggiunge mai la coda della cometa.
Questa interazione chimica è stata studiata per la prima volta qui sulla Terra.
“Gerhard Herzberg era un fisico eccezionale e ha ricevuto il premio Nobel per la chimica negli anni '70. È piuttosto interessante essere in grado di dimostrare una delle cose che ha teorizzato ", affermano i ricercatori.
Il professor Timothy Schmidt, che studia il dicarbonio da 15 anni, afferma che i risultati aiutano a comprendere meglio sia il dicarbonio che le comete.
"Il dicarbonio è formato dal decadimento di molecole organiche più grandi congelate nel nucleo di una cometa, il tipo di molecole che sono gli ingredienti della vita", afferma.
“Comprendendo la sua vita e il suo decadimento, possiamo capire meglio quanto materiale organico evapora dalle comete. Tali scoperte potrebbero un giorno aiutarci a risolvere altri misteri cosmici".
Lo studio è stato pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
2021-12-25 23:32:19
Autore: Vitalii Babkin