Por que as cabeças dos cometas podem ser verdes, mas as caudas não? Os cientistas já resolveram esse mistério, que permaneceu sem solução por quase 100 anos.
De vez em quando, chegam cometas, compostos de gelo, poeira e rochas, do Cinturão de Kuiper e da Nuvem de Oort: os resquícios da formação do sistema solar com idade de 4,6 bilhões de anos.
Eles passam por metamorfoses coloridas à medida que cruzam o céu, com as cabeças de muitos cometas assumindo um verde radiante que fica mais claro à medida que se aproximam do sol. Mas, curiosamente, esse tom verde desaparece antes de atingir uma ou duas caudas atrás do cometa.
Astrônomos, físicos e químicos se intrigam com esse mistério há quase um século. Na década de 1930, o físico Gerhard Herzberg sugeriu que esse fenômeno se deve ao fato de a luz do sol destruir o carbono diatômico (também conhecido como dicarbono ou C2), uma substância química formada pela interação da luz solar e da matéria orgânica na cabeça do cometa - mas como o dicarbono é instável, isso a teoria era difícil de testar.
Um novo estudo de cientistas da UNSW, publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), finalmente encontrou uma maneira de testar essa reação química em laboratório - e assim provar que a teoria de 90 anos está correta.
“Nós mostramos o mecanismo pelo qual o dicarbonato é clivado pela luz do sol”, diz Timothy Schmidt, professor de química da UNSW Science e autor sênior do estudo.
"Isso explica porque o coma verde - a camada difusa de gás e poeira que envolve o núcleo - encolhe conforme o cometa se aproxima do Sol, e também porque a cauda do cometa não é verde."
O principal jogador no centro do quebra-cabeça, o dicarbonato, é altamente reativo e responsável por muitos cometas ficarem verdes. É composto de dois átomos de carbono e só pode ser encontrado em ambientes extremamente energéticos ou de baixo oxigênio, como estrelas, cometas e o meio interestelar.
O dicarbonato não existe nos cometas até que eles se aproximem do sol. Quando o Sol começa a aquecer o cometa, a matéria orgânica do núcleo de gelo evapora e entra em coma. A luz do sol então quebra essas moléculas orgânicas maiores para criar o dicarbonato.
A equipe de pesquisa da UNSW mostrou agora que, conforme o cometa se aproxima do Sol, a radiação ultravioleta extrema divide as moléculas de dicarbono que o Sol criou recentemente em um processo chamado "fotodissociação".
Esse processo destrói o dicarbonato antes que ele possa viajar para longe do núcleo, resultando na coma verde se tornando cada vez mais brilhante, e a tonalidade verde nunca atinge a cauda do cometa.
Esta interação química foi estudada pela primeira vez aqui na Terra.
“Gerhard Herzberg foi um físico notável e recebeu o Prêmio Nobel de Química na década de 1970. É muito interessante poder provar uma das coisas que ele teorizou ”, afirmam os pesquisadores.
O professor Timothy Schmidt, que estuda o dicarbonato há 15 anos, afirma que os resultados ajudam a entender melhor o dicarbonato e os cometas.
“O dicarbonato é formado pela decomposição de moléculas orgânicas maiores congeladas no núcleo de um cometa - o tipo de molécula que é os ingredientes da vida”, diz ele.
“Ao compreender sua vida útil e decadência, podemos entender melhor quanto material orgânico evapora dos cometas. Essas descobertas podem um dia nos ajudar a resolver outros mistérios cósmicos. "
O estudo foi publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
2021-12-25 23:32:19
Autor: Vitalii Babkin