Imagen generado de 67p expulsando gas. Wikimedia Commons

Hace dos a√Īos los investigadores descubrieron que los cometas eran capaces de producir ox√≠geno (el mismo gas que respiramos los humanos). Desde entonces se ha tratado de buscar una explicaci√≥n al misterio. Con la ayuda de la sonda Rosetta parece que el enigma ya tiene una explicaci√≥n.

El descubrimiento de que los cometas producen ox√≠geno (ox√≠geno molecular) se produjo en el a√Īo 2015. En aquel entonces los investigadores estudiaban el cometa 67P con la sonda espacial Rosetta. La misi√≥n encontr√≥ de manera inesperada abundantes niveles de ox√≠geno molecular en la atm√≥sfera del cometa.

El oxígeno molecular en el espacio es altamente inestable, ya que el oxígeno prefiere emparejarse con hidrógeno para producir agua o carbono que para producir dióxido de carbono. De hecho, el O2 sólo se ha detectado dos veces antes en el espacio en nebulosas que forman estrellas.

A partir de entonces los cient√≠ficos han propuesto que el ox√≠geno molecular en el cometa 67P podr√≠a haberse descongelado de su superficie despu√©s de haber sido congelado dentro del cometa desde los albores del sistema solar hace 4.600 millones de a√Īos. El problema con esta teor√≠a es que algunos cient√≠ficos dicen que el ox√≠geno debe de haber reaccionado con otros productos qu√≠micos durante todo ese tiempo.

El sol como elemento catalizador

Imagen del trabajo de Giapis explicando cómo se forma el oxígeno molecular. Caltech

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Es aqu√≠ donde aparece la figura de Konstantinos P. Giapis, un profesor de ingenier√≠a en Caltech. El hombre se dedic√≥ a observar los datos de Rosetta porque las reacciones qu√≠micas que ocurr√≠an en la superficie del cometa eran similares a las que √©l ha estado realizando en el laboratorio en los √ļltimos 20 a√Īos.

Giapis estudia las reacciones qu√≠micas que involucran √°tomos cargados a alta velocidad (o iones) colisionando con superficies de semiconductores. El profesor lo hace como un medio para crear procesadores inform√°ticos m√°s r√°pidos y memorias digitales m√°s grandes para equipos y m√≥viles. Seg√ļn Giapis:

Comenc√© a interesarme por el espacio y buscaba lugares donde los iones se aceleraran contra las superficies. Despu√©s de mirar las mediciones realizadas en el cometa de Rosetta, en particular con respecto a las energ√≠as de las mol√©culas de agua que golpean el cometa, algo me hizo clic, lo que hab√≠a estado estudiando durante a√Īos estaba sucediendo justo aqu√≠ en este cometa.

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El estudio pasó a su laboratorio y acaba de publicarse en Nature junto a su colega Yunxi Yao. En el mismo demuestran cómo el cometa podría estar produciendo oxígeno.

67p. Wikimedia Commons

B√°sicamente, las mol√©culas de vapor de agua salen del cometa mientras el cuerpo c√≥smico es calentado por el sol. Las mol√©culas de agua se ionizan o se cargan por la luz ultravioleta del sol, y luego el viento del sol sopla las mol√©culas de agua ionizada hacia el cometa. Cuando las mol√©culas de agua golpean la superficie del cometa que contiene ox√≠geno unido a materiales como el √≥xido y la arena, las mol√©culas recogen otro √°tomo de ox√≠geno de estas superficies y se forma O2. Seg√ļn explican los investigadores:

Hemos demostrado experimentalmente que es posible formar oxígeno molecular de manera dinámica en la superficie de materiales similares a los encontrados en el cometa. No teníamos ni idea cuándo construimos nuestras instalaciones de laboratorio que acabarían aplicando a la astrofísica de los cometas.

Este mecanismo químico se basa en la clase rara vez considerada de las reacciones de Eley-Rideal, las cuales ocurren cuando las moléculas de movimiento rápido, como en este caso el agua, chocan con las superficies y extraen los átomos que residen allí, formando nuevas moléculas.

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Incre√≠ble, aunque lo m√°s sorprendente como apuntan ambos, es que otros cuerpos (por ejemplo planetas m√°s all√° de nuestro sistema solar o exoplanetas) tambi√©n podr√≠an producir ox√≠geno molecular con un mecanismo similar, es decir, sin necesidad de ‚Äúvida‚ÄĚ. De ser as√≠, el estudio podr√≠a influir en el futuro a la manera en la que buscamos vida en el espacio. [Phys]