Perseverance heeft zuurstof geproduceerd op Mars, een unicum op een andere planeet

Perseverance schreef geschiedenis door op Mars kooldioxide om te zetten in zuurstof. Credit: NASA/JPL.

Deze week was de mini-helikopter Ingenuity ruim in de belangstelling vanwege z’n vlucht op Mars, de allereerste vlucht op een andere planeet. Maar woensdag heeft ook Marsrover Perseverance, die zich op 65 meter afstand van Ingenuity bevindt, geschiedenis geschreven. Bij een experiment heeft de Perseverance namelijk kooldioxide uit de atmosfeer van Mars omgezet in zuurstof! En ook dat is nooit eerder op een andere planeet gebeurd. Aan de voorzijde van de Marsrover bevindt zich het Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE), dat in staat is om kooldioxide, dat bestaat uit een koolstof- en twee zuurstofatomen, te splitsen in losse koolmonoxide en zuurstof. Daarbij wordt de temperatuur verhoogd tot maar liefst 800 °C om tot die scheiding te komen.

Credit: MIT Haystack Observatory

Op 20 april was Perseverance met MOXIE in staat om 5,37 gram zuurstof te produceren, genoeg om een astronaut voor tien minuten van zuurstof te laten voorzien bij normale activiteit (zie de grafiek hierboven). Men gaat nu kijken of de testen te verbeteren zijn. Men wil kijken of men in staat is om met MOXIE 10 gram zuurstof per uur te maken. Met het experiment wil men kijken hoe men voor de toekomstige bemande missies naar Mars zuurstof uit kooldioxide kan produceren. De atmosfeer van Mars bestaat voor 98% uit kooldioxide, dus dat is ruim voldoende om zuurstof te produceren.

Bron: Phys.org.

Astrofysici filteren ‘vals-positieve’ zuurstofrijke terrestrische exoplaneten

Astrofysici van de Universiteit van Santa Cruz hebben met behulp van computermodellen de geochemische evolutie van terrestrische exoplaneten nader onderzocht met als doel uit te zoeken hoe een levenloze exoplaneet aan zuurstof zou kunnen komen. Bij de zoektocht naar leven op exoplaneten is de aanwezigheid van zuurstof in hun atmosfeer een potentieel teken van biologische activiteit. Het blijft een ‘potentieel’ teken, want het hoeft zeker niet zo te zijn, de aanwezigheid van zuurstof kan een heel andere oorsprong hebben en dat is wat dit team getracht heeft uit te zoeken. Dit deed men door middel van het beschrijven van drie verschillende scenario’s waarop zo een levenloze rotsachtige exoplaneet zodanig evolueert dat er wel zuurstof in zijn atmosfeer verschijnt. De resultaten zijn op 13 april j.l. gepubliceerd in het AGU Advances.

Lees verder

Europese ExoMars Trace Gas Orbiter bespeurt een groene gloed rondom Mars

Credit: ESA

Dat de Aarde een groene gloed heeft, die vanuit de ruimte kan worden waargenomen, was al bekend. Maar nu is voor het eerst ook zo’n groene gloed bij een andere planeet dan de aarde waargenomen en wel bij Mars door ESA’s ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). De groene gloed op aarde wordt veroorzaakt door zuurstof, dat bij poollicht oplicht als elektronen vanuit de ruimte in botsing komen met de deeltjes van de atmosfeer. Vanuit het internationale ruimtestation ISS is het al vaak gefotografeerd, zoals hieronder te zien.

Credit: NASA

De TGO draait sinds oktober 2016 om Mars (toen de Schiaparelli lander crashte). Hoewel de emissie van zuurstof in de atmosfeer van Mars al veertig jaar geleden werd voorspeld is ‘ie nu pas waargenomen, door de TGO, onder andere met z’n NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) instrument en Ultraviolet and visible spectrometer (UVIS).

De gloed blijkt het helderst te zijn op 80 kilometer boven het planeetoppervlak, zoals te zien aan de grafiek hierboven. De metingen komen goed overeen met de theoretische voorspellingen van de gloed. Net als op Aarde is de groene gloed slecht zichtbaar. Je ziet ‘m alleen als ‘ie ‘van opzij’ wordt bekeken, zoals de astronauten in het ISS ook weten. Dát was dan ook wat ze met de TGO deden, de instrumenten richten naar het ‘nadir’ van Mars en dat had resultaat – bingo!. Men denkt dat de emissie voornamelijk ontstaat door de afbraak van koolstofdioxide-moleculen, waarbij koolstofmonoxide- en zuurstofatomen vrijkomen. Het zijn deze laatste die de groene gloed produceren. Daarbij ontstaat gelijktijdig ook een gloed in het ultraviolet, die maar liefst 16,5 keer zo krachtig is als de zichtbare gloed. In Nature verscheen een vakartikel over de waarnemingen met de TGO aan de groene gloed op Mars. Bron: ESA.

Zuurstoflijn opent nieuwe blik op ver heelal

SEPIA op APEX
De ontdekking is gedaan met behulp van het SEPIA-instrument op de APEX-telescoop in Chili. Hier een archieffoto van het naar binnen takelen van het instrument. Het instrument is mede in Nederland ontwikkeld door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). (c) ESO/Onsala Space Observatory/A. Ermakov.

Een team van Leidse en Amerikaanse astronomen heeft een nieuwe manier ontdekt om verre sterrenstelsels in kaart te brengen. Ze gebruikten daarvoor een spectraallijn van atomair zuurstof. Die spectraallijn is normaal gesproken niet goed op te vangen met aardse telescopen. Maar doordat het licht van verre sterrenstelsels komt, is het uitgerekt en kun je het juist wél op aarde meten. Dat is nu gebeurd met een in Nederland gemaakt instrument. De onderzoekers publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad The Astrophysical Journal Letters.

De onderzoekers gebruikten voor hun waarnemingen de SEPIA660-ontvanger op de APEX-telescoop in Chili. Deze ontvanger is ontwikkeld door de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA) en in 2018 op de telescoop geïnstalleerd. De APEX-telescoop [https://www.hq.eso.org/public/teles-instr/apex] is een samenwerking tussen Duitsland, Zweden en de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, ESO.

De onderzoekers moesten de telescoop twee uur op één plek richten om het sterrenstelsel G09.83808 te detecteren. Dat sterrenstelsel is slechts een miljard jaar na de oerknal ontstaan. Het behoort daarmee tot de oudjes in het heelal.

Waarneming van G09.83808 met ALMA. Credit: ALMA Collaboration.

In de toekomst willen de onderzoekers meer verre sterrenstelsels in kaart gaan brengen aan de hand van de zuurstoflijn. Ze hebben al berekend dat het ALMA-observatorium in Chili slechts tien tot vijftien minuten nodig heeft om een ver sterrenstelsel in detail te zien.

De laatste jaren ontdekken astronomen steeds meer sterrenstelsels in het vroeg heelal. Voor details over de omstandigheden die er toen heersten, is onderzoek met spectraallijnen nodig. Tot nu toe gebruiken sterrenkundigen lijnen van geïoniseerd koolstof en dubbel geïoniseerd zuurstof, maar die combinatie is lastig te interpreteren.

De nieuwe spectraallijn van atomair zuurstof wordt al twintig jaar als heilige graal gezien, maar dan moeten de stelsels wel echt ver staan. Het licht van de zuurstoflijn komt namelijk voor niet al te verre sterrenstelsels niet door de aardse atmosfeer. Maar als sterrenstelsels heel ver weg staan, zijn er weer heel goede telescopen nodig op een hoge, droge plaats. Inmiddels zijn de telescopen goed genoeg. En nu is het sterrenkundigen dus voor het eerst gelukt om met de spectraallijn van atomair zuurstof verre sterrenstelsels te spotten.

Bijzonder is verder dat de onderzoeksresultaten razendsnel hun weg vinden naar de wetenschappelijke wereld. Normaal gesproken duurt het een of twee jaar voordat een wetenschappelijk resultaat in de vakbladen terechtkomt. Nu was het binnen twee maanden geaccepteerd. Hoofdonderzoeker Matus Rybak (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden) zegt: “Eind oktober deden we onze metingen en nu zijn ze al geaccepteerd voor publicatie. Dat laat zien dat de sterrenkundige wereld er echt op zit te wachten.”

De onderzoekers benadrukken dat ze de waarnemingen te danken hebben aan de alerte stafmedewerkers van de telescoop in Chili. Een van de medewerkers zag dat er uitzonderlijk goed weer op komst was en bestuurde in zijn eentje de telescoop. Bron: Astronomie.nl

Naast een methaanmysterie heeft Mars nu ook een zuurstofmysterie

De gemeten variatie van zuurstof in de atmosfeer boven de Gale krater. Credits: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard.

Onderzoek met de Sample Analysis at Mars (SAM), een soort van mobiel chemisch laboratorium aan boord van Marsrover Curiosity, van de samenstelling van de atmosfeer boven de Gale krater laat zien dat er naast het reeds bekende mysterie van de variërende hoeveelheden methaan nog een mysterie is: dat van de variërende hoeveelheden zuurstof. Gedurende drie Marsjaren (bijna zes aardse jaren) heeft SAM de atmosfeer gemeten en die blijkt de volgende samenstelling te hebben: 95% bestaat uit kooldioxide (CO2), 2,6% uit moleculaire stikstof (N2), 1,9% argon (Ar), 0,16% moleculaire zuurstof (O2) en 0,06 koolmonoxide (CO). De hoeveelheden stikstof en argon kennen een seizoen variatie, maar die blijkt keurig netjes verklaarbaar door het veranderen van de ‘luchtdruk’ als gevolg van het bevriezen van CO2 bij de polen van Mars in de winterperiode en het verdampen ervan in de lente en zomer. Van de variatie van zuurstof hadden ze hetzelfde verwacht, maar die blijkt toch anders te zijn: de hoeveelheid zuurstof neemt in de lente en zomer met meer dan 30% toe, terwijl die in de herfst weer afneemt. Die variatie is slechts deels te verklaren door de veranderende luchtdruk als gevolg van het bevriezen en verdampen van CO2. Er moet dus iets anders zijn wat zorgt voor productie en verdwijnen van zuurstof.

De gemeten variatie in de hoeveelheid zuurstof en methaan. Credits: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard.

Wetenschappers namen nog in overweging dat met SAM wellicht verkeerde waarden werden gemeten, maar metingen met een ander instrument aan boord van Curiosity, de Quadrupole Mass Spectrometer, bevestigden de waarden. De mogelijkheid dat de afbraak van water (H2O) moleculen in de atmosfeer voor extra zuurstof zou zorgen werd ook verworpen, want daarvoor zou er vijf keer zoveel water in de atmosfeer moeten zitten als dat men gemeten heeft. De afbraak van CO2 moleculen in de atmosfeer zou ook zuurstof kunnen opleveren, maar die afbraak gaat te langzaam om de benodigde hoeveelheid zuurstof te kunnen ophoesten. En wat verklaart de snelle afbraak van zuurstof in de Martiaanse herfst? Zonnestraling zou de zuurstofatomen in tweeën kunnen splitsen, maar dat proces kost minstens tien jaar, veel trager dan de gemeten afbraak.

Kortom, ook de variatie in de hoeveelheid zuurstof boven de Gale krater vormt een mysterie. Met SAM’s Tunable Laser Spectrometer had men eerder al het methaanmysterie kunnen bevestigen: de hoeveelheid methaan boven de Gale krater is zéér gering, slechts 0,00000004% gemiddeld, maar in de zomer neemt die hoeveelheid plotseling met ongeveer 60% toe. Voor zowel het methaan als de zuurstof zijn er verschillende bronnen, die verantwoordelijk kunnen zijn voor de extra productie. Dat kunnen geologische bronnen zijn, maar ook biologische (!) bronnen. Het blijft spannend wat de oplossing van beide mysteries is. Bron: NASA.

Betere ‘biomarkers’ gevonden voor leven op exoplaneten dan zuurstof

REDIT: NASA/WIKIMEDIA COMMONS/JOSHUA KRISSANSEN-TOTTON

Er zijn tot op dit moment 3728 exoplaneten ontdekt, waarvan een deel zich bevindt in de ‘leefbare zone’ rondom hun centrale ster, de zone waar water vloeibaar kan zijn en waar wellicht leven zou kunnen zijn. Maar ja, het zijn planeten op vele lichtjaren afstand, dus hoe kan je zien dat er leven op die planeten is? Daarvoor hanteren de sterrenkundigen de zogeheten ‘biomarkers’, gassen in de atmosfeer van de planeet, die als een soort van verklikker aangeven dat er wellicht leven is. Lange tijd werd zuurstof als zo’n biomarker gezien, een gas dat moeilijk te produceren valt zónder de aanwezigheid van leven. Probleem daarvan is alleen dat niet alle leven zuurstof produceert. Primitief leven bestaat al miljarden jaren op aarde, maar alleen in het laatste achtste gedeelte van het bestaan van de aarde is zuurstof geproduceerd. Onderzoekers van onder andere de Universiteit van Washington hebben daarom gekeken of er geen andere en betere biomarkers zijn, die de aanwezigheid van leven op andere planeten verraden. En die blijken er te zijn: als er methaan en kooldioxide in de atmosfeer voorkomt, maar géén koolmonoxide, dan is de kans op leven erg groot. Nu zijn die gassen vanaf aarde en in de ruimte nog moeilijk te detecteren, maar met de James Webb Space Telescope (JWST), opvolger van de Hubble ruimtetelescoop, en andere grote telescopen in aantocht moet dat binnen enkele jaren wel mogelijk zijn. Methaan en kooldioxide afzonderlijk hoeven niet te duiden op de aanwezigheid van leven, maar als ze beide voorkomen én er is een afwezigheid van koolmonoxide, dán is er sprake van een zogeheten ‘atmosferisch disequilibrium– da’s mooi gezegd – en dan is de kans er groot dat er leven is. Wordt er wel koolmonoxide gemeten, dan is dat een teken dat de methaan en kooldioxide vulkanisch van oorsprong zijn en niet biologisch. Bron: Eurelalert.

ALMA ontdekt zuurstof op recordafstand

Schema van de geschiedenis van het heelal. Credit:NAOJ

Een team van astronomen heeft de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ingezet om gloeiende zuurstof te detecteren in een ver sterrenstelsel, dat we zien zoals het er slechts 700 miljoen jaar na de oerknal uitzag. Dit is het verste stelsel ooit waarin met zekerheid zuurstof is gedetecteerd. Het zuurstof is hoogstwaarschijnlijk geïoniseerd door de krachtige straling van jonge reuzensterren. Het sterrenstelsel waar zij deel van uitmaken was mogelijk medeverantwoordelijk voor de kosmische reïonisatie, die vroeg in de geschiedenis van het heelal heeft plaatsgevonden.

Astronomen uit Japan, Zweden, het Verenigd Koninkrijk en ESA hebben de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) gebruikt om een van de verste sterrenstelsels waar te nemen die we kennen. SXDF-NB1006-2 heeft een roodverschuiving van 7,2, wat betekent dat we het zien zoals het er slechts 700 miljoen jaar na de oerknal uitzag.

Samengestelde kleurenfoto van een deel van het Subaru XMM-Newton Deep Survey Field. Credit:NAOJ

Het team wilde meer te weten komen over de zware chemische elementen [1]In astronomische context worden alle chemische elementen zwaarder dan lithium betiteld als ‘zware elementen’.  in het sterrenstelsel, omdat die ons iets kunnen vertellen over de stervormingsactiviteit ervan. En dat levert weer aanwijzingen op over een periode in de geschiedenis van het heelal die bekendstaat als de kosmische reïonisatie.’Het zoeken naar zware elementen in het vroege heelal is een onmisbaar hulpmiddel bij het in kaart brengen van de stervormingsactiviteit in deze periode,’ zegt Akio Inoue (Osaka Sangyo Universiteit, Japan), hoofdauteur van het onderzoeksartikel dat in het tijdschrift Science wordt gepubliceerd. ‘Het onderzoek van zware elementen helpt ons ook beter begrijpen hoe sterrenstelsels zijn ontstaan, en wat de kosmische reïonisatie heeft veroorzaakt,’ voegt hij daaraan toe.

Samengestelde kleurenfoto van het verre sterrenstelsel SXDF-NB1006-2. Credit:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NAOJ

In de tijd dat er nog geen objecten bestonden in het heelal, was dat gevuld met elektrisch neutraal gas. Maar toen een paar honderd miljoen jaar na de oerknal de eerste objecten gingen stralen, begon die krachtige straling de ongeladen atomen af te breken c.q. het gas te ioniseren. Tijdens deze fase, die bekendstaat als de kosmische reïonisatie, veranderde het volledige heelal dramatisch. Maar er bestaat veel discussie over welk soort objecten deze reïonisatie nu precies hebben veroorzaakt. Het onderzoek van de omstandigheden in zeer verre sterrenstelsels kan de knoop helpen doorhakken.Voordat ze het verre sterrenstelsel begonnen waar te nemen, voerden de onderzoekers computersimulaties uit die voorspelden hoe makkelijk ze sporen van geïoniseerde zuurstof met ALMA zouden kunnen zien. Daarbij werden ook waarnemingen betrokken van vergelijkbare sterrenstelsels op veel kleinere afstanden van de aarde. Dit vooronderzoek bracht de astronomen tot de conclusie dat de zuurstofemissie ook op zeer grote afstanden detecteerbaar zou moeten zijn [2]De Japanse infraroodsatelliet AKARI heeft ontdekt dat de Grote Magelhaense Wolk, waarin de omstandigheden vergelijkbaar zijn met die in het vroege heelal, een sterke bron van zuurstofemissie is..Vervolgens deden zij uiterst nauwkeurige waarnemingen met ALMA [3]De oorspronkelijke golflengte van het licht van tweemaal geïoniseerde zuurstof is 0,088 millimeter. De golflengte van het licht van SXDF-NB1006-2 is door de uitdijing van het heelal opgerekt tot … Continue reading, waarbij licht van geïoniseerde zuurstof werd ontdekt in SXDF-NB1006-2 – de verste eenduidige detectie van zuurstof ooit [4]Eerder onderzoek door Finkelstein et al. wijst erop dat er ook iets eerder al zuurstof bestond, maar daarbij was geen sprake van een directe detectie van een emissielijn, zoals bij dit nieuwe … Continue reading. Dat is een sterk bewijs dat er in het vroege heelal, slechts 700 miljoen jaar na de oerknal, al zuurstof aanwezig was.SXDF-NB1006-2 blijkt verhoudingsgewijs tien keer minder zuurstof te bevatten dan de zon. ‘Deze geringe abundantie komt niet als een verrassing, omdat het heelal nog jong was en er nog niet veel generaties van sterren waren geweest,’ merkt Naoki Yoshida van de Universiteit van Tokio op. ‘Onze simulatie voorspelde daadwerkelijk een abundantie die tien keer kleiner was als die van de zon. Maar we hebben ook nog iets onverwachts ontdekt: een zeer geringe hoeveelheid stof.’

Artist’s impression van het verre sterrenstelsel SXDF-NB1006-2

Het team slaagde er niet in om emissie van koolstof in het sterrenstelsel te detecteren, wat erop wijst dat dit jonge stelsel heel weinig niet-geïoniseerde waterstofgas bevat. Ook blijkt het slechts heel weinig stof te bevatten – materiaal dat uit zware elementen bestaat. ‘Er is iets bijzonders aan de hand met dit sterrenstelsel,’ zegt Inoue. ‘Ik vermoed dat bijna al het gas sterk geïoniseerd is.’De detectie van geïoniseerde zuurstof wijst erop dat zich in het sterrenstelsel talrijke zeer heldere sterren hebben gevormd, die tientallen keren zoveel massa hebben als de zon. Deze reuzensterren zenden de intense ultraviolette straling uit die nodig is om de zuurstofatomen te ioniseren.Het gebrek aan stof in het sterrenstelsel stelt het intense uv-licht in de gelegenheid om te ontsnappen en grote hoeveelheden gas buiten het stelsel te ioniseren. ‘SXDF-NB1006-2 zou het prototype kunnen zijn van de lichtbronnen die verantwoordelijk zijn voor de kosmische reïonisatie’, aldus Inoue.’Hiermee is de beantwoording van de vraag welk soort objecten de kosmische reïonisatie heeft veroorzaakt een stap dichterbij gekomen,’ legt Yoichi Tamura van de universiteit van Tokio uit. ‘Onze volgende waarnemingen met ALMA zijn al begonnen. Nog nauwkeurigere waarnemingen zullen ons in staat stellen om de verdeling en de beweging van geïoniseerde zuurstof in het stelsel te zien, en cruciale informatie opleveren over de eigenschappen van het sterrenstelsel.’ Bron: ESO.

References[+]

References
1 In astronomische context worden alle chemische elementen zwaarder dan lithium betiteld als ‘zware elementen’. 
2 De Japanse infraroodsatelliet AKARI heeft ontdekt dat de Grote Magelhaense Wolk, waarin de omstandigheden vergelijkbaar zijn met die in het vroege heelal, een sterke bron van zuurstofemissie is.
3 De oorspronkelijke golflengte van het licht van tweemaal geïoniseerde zuurstof is 0,088 millimeter. De golflengte van het licht van SXDF-NB1006-2 is door de uitdijing van het heelal opgerekt tot 0,725 millimeter, wat dit licht waarneembaar maakt voor ALMA.
4 Eerder onderzoek door Finkelstein et al. wijst erop dat er ook iets eerder al zuurstof bestond, maar daarbij was geen sprake van een directe detectie van een emissielijn, zoals bij dit nieuwe onderzoek.

Een zuurstofrijke dampkring is niet altijd bewijs voor leven

Credit: NASA

Hebben we bewijs voor leven gevonden of is het alleen een illusie? Die vraag zou als eerste gesteld moeten worden als we ooit bewijs vinden voor zuurstof in een buitenaardse dampkring. Met de James Webb Space Telescope, die in 2018 gelanceerd zal worden, zal het namelijk mogelijk worden om de dampkring van verre planeten te analyseren. Het aantreffen van moleculaire zuurstof, dat beschouwd wordt als “biosignatuur”, zal groot nieuws zijn. Maar hebben we dan met leven van doen? Niet persé, zo blijkt uit onderzoek van de Universiteit van Washington.Hoewel zuurstof op aarde vrijwel uitsluitend door levende wezens gemaakt wordt (fotosynthese), hoeft dat op andere werelden niet het geval te zijn. Er zijn namelijk meerdere manieren om een atmosfeer “abiotisch” met zuurstof te verrijken, oftewel via processen die niets met leven te maken hebben. Bij de Universiteit van Washington hebben ze gekeken naar die abiotische processen en vervolgens geprobeerd te achterhalen hoe je die processen kunt identificeren. Namaak-biosignaturen zijn immers het laatste waar de wetenschap op zit te wachten.Bij een ster met krachtige UV-straling kunnen CO2-moleculen in een dampkring afgebroken worden, waarbij sommige zuurstofatomen worden “bevrijd” en O2-moleculen vormen. In dit geval zal echter ook vool koolmonoxide (CO) gevormd worden! Dus stel dat bij een exoplaneet zuurstof wordt aangetroffen, maar ook veel CO2 en CO, dan heb je wellicht dus niet met leven te maken! Op soortgelijke wijze kan UV-straling van een ster ervoor zorgen dat een waterdamprijke dampkring wordt omgevormd in een zuurstofrijke atmosfeer. Het sterlicht zal de H2O-moleculen doen splitsen in waterstof en zuurstof. Het waterstof zal aan de planeet ontsnappen, terwijl een enorme hoeveelheid zuurstof wordt achtergelaten. Zo’n dampkring kan nog veel zuurstofrijker zijn dan de aarde, soms wel met 80 procent zuurstof. Dit heeft een opmerkelijk bij-effect, zo blijkt uit studies die verricht zijn in het Virtual Planet Laboratory. Bij een superzuurstof-atmosfeer zullen zuurstofmoleculen namelijk regelmatig met elkaar in botsing komen en voor eventjes een O4-molecuul vormen – en die hebben hun eigen unieke signatuur. Als je dus veel O4 aantreft in de dampkring van een exoplaneet, dan heb je wellicht dus niet met leven te maken! Als we binnenkort dus zuurstof aantreffen bij een exoplaneet, dan moeten we niet te hard van stapel lopen. Het zuurstof kan immers op allerlei manieren daar terecht gekomen zijn! Bron: University of Washington.

Verrassing: Rosetta’s komeet 67P bevat zuurstof

Een afbeelding van de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko genomen door de ‘dashboardcamera’ van Rosetta op 7 juli 2015. In de gaswolken rond de komeet blijkt tot ieders verrassing zuurstof aanwezig. En nog vrij veel ook. Credit: ESA/Rosetta/NAVCAM.


Astronomen zijn verrast: de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko bevat zuurstofmoleculen. Dat blijkt uit onderzoek van het Europese ruimtevaartuig Rosetta dat rond de komeet cirkelt. Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Kathrin Altwegg (Universitá¤t Bern) met daarbij Ewine van Dishoeck en Catherine Walsh (beiden Universiteit Leiden) publiceert de resultaten donderdag in het wetenschappelijke toptijdschrift Nature. De meest waarschijnlijke verklaring voor de verrassing is dat de zuurstof al tijdens de vorming van de komeet is geïncorporeerd.Ruimtevaartuig Rosetta vond het afgelopen jaar rond 67P/Churyumov-Gerasimenko al waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide en diverse stikstof-, zwavel- en koolstofverbindingen. Maar moleculair zuurstof, dus O2, de zuurstof die we hier op aarde inademen, was nog niet ontdekt.Ook bij andere kometen is tot nu toe geen zuurstof ontdekt. Dat komt onder andere doordat zuurstof snel reageert tot ozon (O3) of water (H2O). De onderzoekers waren dan ook verrast toen ze zuurstof ontdekten in de wolk rond 67P. Moleculen-in-de-ruimte-expert Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden): “Voor mij is dit het meest verrassende chemische resultaat van de Rosetta-missie tot nu toe. Decennialang hebben we gezocht naar interstellaire zuurstof zonder veel succes en nu vinden we haar zomaar in grote hoeveelheden in een komeet. “De onderzoekers analyseerden meer dan drieduizend spectra die tussen september 2014 en maart 2015 waren verzameld door ROSINA. Dat is de Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis van het Europese ruimteagentschap ESA. Uit de gegevens bleek dat er in de gaswolk rond de komeet gemiddeld 4 zuurstofmoleculen zijn voor elke 100 watermoleculen. Dat is 10 keer meer zuurstof dan bestaande modellen over gaswolken in de ruimte voorspellen.

Het instrument ROSINA waarmee zuurstof in de gaswolk rond de komeet is gemeten. Gas van de komeet komt rechtsboven binnen en wordt dan naar de detector linksboven geleid. Credit: Universitá¤t Bern.

De hoeveelheid zuurstof in de gaswolk rond de komeet was gedurende het half jaar vrij constant. Dat is een aanwijzing dat de zuurstof mogelijk al bij de vorming van de komeet geïncorporeerd is.De onderzoekers vermoeden dat de zuurstof miljarden jaren geleden is opgenomen uit de gaswolk waaruit ons zonnestelsel inclusief kometen ontstond. Het probleem is dat de huidige modellen over de condities waaronder ons zonnestelsel zich vormde dat eigenlijk niet toelaten.Een mogelijke verklaring is dat de zon geboren is in een wolk die iets warmer was dan normaal, hetgeen consistent is met de geringe hoeveelheid stikstof in de komeet. Een andere optie is dat de zuurstof geproduceerd is door bestraling van poreus waterijs. Op de een of andere manier moet de zuurstof beschermd zijn geweest tijdens de vorming van de komeet omdat de zuurstof anders vernietigd zou worden door chemische reacties. Hoe dan ook, deze ontdekking impliceert dat de chemische modellen van ons vroege zonnestelsel herzien moeten worden.Co-auteur Catherine Walsh (Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden): “Dit een opwindende ontdekking. Het zou kunnen dat zuurstof gevormd wordt en overleeft op manieren die we nu nog niet begrijpen. We staan te popelen om de astrochemie van de schijnbaar simpele zuurstof te ontrafelen.” Bron: Astronomie.nl.