Ученые объяснили появление молекулярного кислорода на кометах

Инженеры из Калифорнийского технологического института объяснили механизм образования молекулярного кислорода (O₂) на кометах. Примечательно, что открытие сделано отчасти случайно: исследователи занимались изучением и разработкой полупроводниковых материалов, и ради интереса решили изучить данные о химических реакциях на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

В ходе своей более чем двухлетней миссии зонд «Розетта» собрал огромное количество данных о комете Чурюмова-Герасименко и составе выделяемых с нее газов. К примеру, выяснилось, что содержание тяжелой воды в выделяемом газе более чем в три раза выше, чем в земных океанах. Также, одним из важнейших открытий стало первое обнаружение молекулярного кислорода на кометах. Поскольку кислород является крайне активным элементом, то ранее в молекулярном виде в относительно больших количествах его обнаруживали в космосе лишь в двух туманностях, в остальных случаях находили лишь следовые концентрации. Как правило, он встречается в виде соединений, таких как вода или оксиды. Изначально, научное сообщество сошлось во мнении, что молекулярный кислород попал в комету скорее всего еще во времена ранней Солнечной системы несколько миллиардов лет назад. Понимание происхождения молекулярного кислорода в космосе важно в том числе и для понимания происхождения жизни на Земле и возможности ее нахождения на других космических телах.

Авторами новой работы стали специалисты в области полупроводниковых устройств, и в частности занимаются исследованием процессов при столкновении высокоэнергетических ионов с поверхностями полупроводников. Исследователи решили изучить данные о составе комы кометы Чурюмова-Герасименко с зонда «Розетта» и поняли, что на ней происходят процессы, похожие на те, которые они изучали в лаборатории. На основе данных о составе облака газов, окружающего комету и энергиях молекул в нем, ученые создали модель образования молекулярного кислорода.

Согласно предположению ученых, процесс происходит следующим образом. Из-за нагревания солнечными лучами вода испаряется с кометы. Затем молекулы воды ионизируются ультрафиолетовыми солнечными лучами и направляются

обратно к поверхности. При столкновении ионизированных молекул воды с содержащими атомы кислорода веществами на поверхности, молекулы захватывают один атом и вода распадается на молекулу O

и два атома водорода. Реакции такого типа называются реакциями Эли-Риделя.

Ученые отмечают, что на комете есть все необходимые условия для такого процесса. Они предполагают, что открытие такого абиотического механизма образования молекул кислорода может изменить взгляды ученых, занимающихся поиском признаков внеземной жизни.

Другие материалы, рассказывающие о ходе миссии «Розетта» и сделанных с ее помощью открытиях можно прочитать здесь.

Григорий Копиев