Zuurstof in komeet verbaast sterrenkundigen

Komeet 67P bevat onverwacht veel zuurstof. Dat stamt waarschijnlijk uit het jonge zonnestelsel.

Komeet 67P, gezien door Rosetta.

Uit onderzoek met de massaspectrometer van de Europese ruimtesonde Rosetta blijkt dat de gaswolk of coma rond de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko flinke hoeveelheden moleculaire zuurstof bevat. Het is voor het eerst dat zuurstofmoleculen in de coma van een komeet zijn aangetroffen.

Het gas rond een komeet bestaat voor ruwweg negentig procent uit waterdamp. Andere veel voorkomende moleculen zijn koolstofmonoxide en koolstofdioxide. Hoewel tot nu toe bij geen enkele komeet moleculaire zuurstof was ontdekt, lukte dat eerder al wel op andere ijzige plekken in ons zonnestelsel. Bij de grote ijsmanen van Jupiter, en bij de manen en ringen van Saturnus.

Tot nu toe werd die moleculaire zuurstof gezien als een afbraakproduct van bevroren water dat langdurig heeft blootgestaan aan ultraviolette straling en energierijke geladen deeltjes uit de ruimte. Maar volgens de wetenschappers die de Rosetta-metingen analyseerden, kan dat niet alle zuurstof verklaren die in de komeetcoma van ‘67P’ is aangetroffen.

Voor de komeet is onze zon momenteel de belangrijkste bron van straling en deeltjes. Maar die kunnen niet erg diep in het oppervlak doordringen: hooguit een paar micrometer. Tegelijkertijd stoot de komeet onder invloed van de zonnewarmte voortdurend gassen uit. Geschat wordt dat 67P tijdens de meetperiode – augustus 2014 tot maart 2015 – tot op een diepte van enkele centimeters ‘ontgast’ is.

Als er alleen in het buitenste laagje van de komeet moleculaire zuurstof zou zitten, zou de uitstoot van zuurstofmoleculen in de loop van de maanden moeten afnemen. Er wordt namelijk lang niet genoeg nieuwe zuurstof gevormd om het ontgassingsproces bij te houden. Zo’n afname is echter niet waargenomen.

In hun gisteren in Nature verschenen studie komen de wetenschappers, onder wie Ewine van Dishoeck en Catherine Walsh (beiden Universiteit Leiden), dan ook tot de conclusie dat de moleculaire zuurstof van oudsher in het ijs van de komeet zit. De zuurstof zou dus deel hebben uitgemaakt van de koude oermaterie waaruit ons zonnestelsel is ontstaan.

Dat komt als een verrassing. De huidige modellen voor de vorming van ons zonnestelsel voorspellen namelijk dat de zuurstof al in een vroeg stadium ‘verdween’ door zich aan de overvloedig aanwezige waterstofatomen te binden. Blijkbaar is dat toch niet overal gebeurd; de chemische ‘boekhouding’ van het jonge zonnestelsel moet worden bijgesteld.