Zuurstofgas in atmosfeer van komeet ontdekt: België van de partij bij toponderzoek
Onder meer door zijn deelname aan de ESA-programma's kan ons land van de partij zijn bij onderzoek van de bovenste plank. Zo ontdekte ESA's kometensonde Rosetta zuurstofgas in de atmosfeer van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko met behulp van een detector, die een Belgische bijdrage aan de missie is.
Rosetta werd op 2 maart 2004 gelanceerd, samen met het kleine landertje Philae. De sonde bereikte de komeet Churyumov-Gerasimenko na een reis van meer dan tien jaar op 6 augustus 2014. Op 12 november vorig jaar maakte Philae een zachte landing op het oppervlak van de komeet, een primeur in de ruimtevaartgeschiedenis. Rosetta zelf bestudeert het hemellichaam vanuit een baan rond de komeet, ook al een primeur.
Het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Nature publiceerde afgelopen week een verbazingwekkende ontdekking: Rosetta heeft – voor het eerst – de aanwezigheid ontdekt van zuurstofgas (O2) in de atmosfeer van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Bijzonder is dat het zuurstofgas zelfs tot 10% uitmaakt van de komeetatmosfeer en daarmee één van de belangrijkste bestanddelen ervan is. En dat roept vragen op.
Deze ontdekking werd gedaan door de DFMS-massaspectrometer aan boord van Rosetta. De detector hiervoor is een Belgische bijdrage aan de missie met deelname van het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA), IMEC in Leuven en OIP in Oudenaarde. Onderzoekers van het BIRA zijn co-auteurs van de in Nature gepubliceerde studie en ze krijgen financiering van het Belgisch federaal wetenschapsbeleid.
Onverwacht
Onderzoekers hadden de ontdekking niet echt verwacht. Zuurstof is weliswaar het derde meest voorkomende element in het heelal, maar de eenvoudigste moleculaire versie O2 van het gas is vrij moeilijk te vinden, zelfs in de wolken van gas- en stof waarin sterren ontstaan. Zuurstofatomen proberen immers verbindingen aan te gaan met andere atomen. We kennen allemaal bijvoorbeeld de verbranding van fossiele brandstoffen (die koolstof bevatten) met lucht (waarin O2 zit) tot CO2 en de oxidatie van ijzer wat leidt tot de vorming van roest.
Maar hoe komt het dan dat er bij een 4 miljard jaar oud hemellichaam als een komeet (zo oud als ons zonnestelsel, vandaar de interesse ervoor) zovéél zuurstofgas is te vinden? Men zou immers verwachten dat het allang zou weggereageerd zijn.
Een mogelijke uitleg is dat er misschien al van bij het ontstaan van de komeet zuurstof aanwezig was. Omdat kometen zich bewegen in de buitenste regionen van ons zonnestelsel - waar het uiterst koud is - verlopen eventuele scheikundige reacties heel traag, zodat er nog altijd heel wat van dat zuurstofgas aanwezig kan zijn. Een eenvoudige verklaring, die evenwel vragen oproept… Dit zou immers betekenen dat er bij de vorming van het zonnestelsel zuurstof is geproduceerd of dat het al aanwezig was in de wolk van stof en gas waaruit het zonnestelsel en de planeten ontstonden. Maar zoals hierboven gesteld zijn in dergelijke protoplanetaire stof- en gaswolken weinig sporen van zuurstofgas terug te vinden.
Nieuwe vragen
Een andere mogelijkheid is dat in het komeetijs gedurende het 4 miljard jaar lange verblijf van het hemellichaam in de buitenste regionen van het zonnestelsel O2 is ontstaan als gevolg van een bombardement van atomen die met grote snelheid door het Melkwegstelsel bewegen. Die bezitten een grote energie en kunnen over miljarden jaren heen misschien wel voor een voldoende hoeveelheid O2 zorgen. Over deze processen is echter nog weinig bekend en de alternatieve verklaring kan momenteel noch bewezen, noch weerlegd worden.
In ieder geval staat het onderzoek naar de samenstelling van komeetatmosferen met de nieuwe ontdekking op de helling. En onderzoekers hebben nu nieuwe vragen over de bijdrage die kometen ooit zouden hebben geleverd aan de atmosfeer van onze eigen aarde. Rosetta heeft nu zowel stikstofgas als zuurstofgas ontdekt. Dat zijn de belangrijkste componenten van de lucht die we allemaal inademen, maar vooralsnog blijkt er geen rechtstreeks verband te zijn.
Zoals altijd roept nieuw wetenschappelijk onderzoek ook weer nieuwe vragen op. Ons land staat alvast op de voorste rij om ze te helpen oplossen, dankzij onze deelname aan de wetenschappelijke programma's van ESA.
naar informatie van het Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA)
Voor meer gedetailleerde informatie en een link naar het artikel in Nature kan je kan je hier klikken.
