¿Por qué la cabeza de un cometa brilla de color verde?
Los cometas, que transportan trozos de hielo y polvo que quedaron de la formación del sistema solar, ocasionalmente se aventuran a través de la Tierra desde los gélidos límites del sistema solar. Ya en 1930 d.C., Gerhard Herzberg, que más tarde ganaría el Premio Nobel por su investigación sobre los radicales libres y otras moléculas, especuló que el proceso detrás del brillo de los cometas verdes podría implicar un compuesto químico compuesto por dos átomos de carbono, llamado molécula. dióxido de carbono. Un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences pone a prueba la teoría de Herzberg.
Tim Schmidt, químico de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney, Australia, dijo que el dióxido de carbono es tan reactivo que el equipo no pudo sacarlo de la botella. En el espacio se encuentra en estrellas, nebulosas y cometas. Pero cuando se expone al oxígeno de la atmósfera terrestre, el dióxido de carbono reacciona rápidamente y "quema", dijo Schmidt.
Esta es la primera vez que los científicos han podido estudiar exactamente cómo se descomponen las moléculas bajo una fuerte luz ultravioleta, dijo Schmidt. En el laboratorio, el equipo tuvo que utilizar una cámara de vacío y tres láseres UV diferentes para simular el entorno en el espacio cercano a la Tierra. Debido a que el dióxido de carbono reacciona tan rápidamente, tuvieron que usar un láser para cortar una molécula más grande y sintetizarla in situ.
Schmidt dijo que confirmaron que la luz verde del cometa proviene de moléculas de carbono, que pueden absorber y emitir luz visible cuando son iluminadas por la luz solar en el espacio. La teoría del dióxido de carbono de Herzberg era correcta, dijo, incluso si era mecánicamente incorrecta, pero fue en la década de 1930, dijo Schmidt, por lo que "debe entenderse".
En los cometas, cuando la luz del sol calienta el hielo, Se forman dos tipos de carbono, algunos de los cuales pueden estar compuestos de acetileno, una mezcla de hidrógeno y carbono utilizada en la Tierra como gas y combustible para soldadura. Schmidt dijo que se pueden crear moléculas orgánicas más complejas en los cometas en el espacio cuando se descomponen.
El átomo de hidrógeno se separa de la molécula de acetileno. Sin ellos, los enlaces entre los átomos de carbono se "reforzarían" para formar una molécula de dos carbonos.
A medida que el sol calienta las moléculas del cometa, ganan energía y emiten luz, pero antes de llegar demasiado lejos en la cola, se descomponen en átomos de carbono individuales. Esto explica por qué la luz verde sólo está presente alrededor del cuerpo del cometa y no de su larga cola.
Cuando un cometa recibe suficiente luz solar para liberar gases, la luz solar continúa creando nuevo carbono brillante. Schmidt cree que a la distancia entre la Tierra y el Sol, la vida útil de una molécula de dióxido de carbono es de unos dos días.
El equipo pudo comprender cómo se divide el dióxido de carbono en el laboratorio y demostrar que los científicos han confirmado rigurosamente el mecanismo de los cometas verdes.
Cochran ha dedicado gran parte de su carrera al estudio de los cometas. Pueden considerarse grandes laboratorios, dijo, porque los telescopios pueden verlos bien a través de sus colas gigantes, que a menudo tienen millones de kilómetros de largo, y aprender de qué están hechos.
El equipo analizó la vida útil de las moléculas de dióxido de carbono expuestas a la luz solar y midió el tiempo que tardaban en romper sus enlaces. Estos hechos ayudarán a modelar el comportamiento de los cometas. Los cometas que cruzan el cielo pueden parecer un evento raro en la Tierra, pero los astrónomos han descubierto miles de ellos. Puede haber una cantidad sorprendente de cometas más lejos en el sistema solar. Gracias a estas bolas de nieve verdes, los científicos tienen una ventana a la historia antigua de nuestro sistema solar.