p Um engenheiro químico da Caltech que normalmente desenvolve novas maneiras de fabricar microprocessadores em computadores descobriu como explicar um mistério incômodo no espaço - por que os cometas expelem gás oxigênio, o mesmo gás que nós, humanos, respiramos. p A descoberta de que os cometas produzem gás oxigênio - também conhecido como oxigênio molecular ou O2 - foi anunciada em 2015 por pesquisadores que estudavam o cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko com a espaçonave Rosetta da Agência Espacial Europeia. A missão encontrou inesperadamente níveis abundantes de oxigênio molecular na atmosfera do cometa. O oxigênio molecular no espaço é altamente instável, como o oxigênio prefere emparelhar-se com o hidrogênio para fazer água, ou carbono para fazer dióxido de carbono. De fato, O2 só foi detectado duas vezes antes no espaço em nebulosas formadoras de estrelas.

p Cientistas propuseram que o oxigênio molecular do cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko pode ter descongelado de sua superfície após ter sido congelado dentro do cometa desde o início do sistema solar, 4,6 bilhões de anos atrás. Mas as perguntas persistem porque alguns cientistas dizem que o oxigênio deveria ter reagido com outros produtos químicos durante todo esse tempo.

p Um professor de engenharia química na Caltech, Konstantinos P. Giapis, começou a olhar para os dados do Rosetta porque as reações químicas que aconteciam na superfície do cometa eram semelhantes às que ele vinha realizando no laboratório nos últimos 20 anos. Giapis estuda reações químicas envolvendo átomos carregados de alta velocidade, ou íons, colidir com superfícies semicondutoras como um meio de criar chips de computador mais rápidos e memórias digitais maiores para computadores e telefones.

p “Comecei a me interessar pelo espaço e estava procurando lugares onde os íons seriam acelerados contra as superfícies, "diz Giapis." Depois de olhar as medições feitas no cometa de Rosetta, em particular em relação às energias das moléculas de água que atingem o cometa, tudo clicado. O que venho estudando há anos está acontecendo aqui mesmo neste cometa. "

p Em um novo Nature Communications estude, Giapis e seu co-autor, pós-doutorado Yunxi Yao, demonstrar no laboratório como o cometa poderia estar produzindo oxigênio. Basicamente, as moléculas de vapor d'água fluem do cometa à medida que o corpo cósmico é aquecido pelo sol. As moléculas de água ficam ionizadas, ou cobrado, pela luz ultravioleta do sol, e então o vento do sol sopra as moléculas de água ionizada de volta para o cometa. Quando as moléculas de água atingem a superfície do cometa, que contém oxigênio ligado a materiais como ferrugem e areia, as moléculas pegam outro átomo de oxigênio dessas superfícies e o O2 é formado.

p Em outras palavras, a nova pesquisa implica que o oxigênio molecular encontrado por Rosetta não precisa ser primordial, afinal, mas pode ser produzido em tempo real no cometa.

p "Mostramos experimentalmente que é possível formar oxigênio molecular dinamicamente na superfície de materiais semelhantes aos encontrados no cometa, "diz Yao.

p "Não tínhamos ideia, quando construímos nossas configurações de laboratório, que eles iriam acabar se aplicando à astrofísica de cometas, "diz Giapis." Este mecanismo químico original é baseado na classe raramente considerada de reações Eley-Rideal, que ocorrem quando as moléculas se movem rapidamente, água neste caso, colidir com superfícies e extrair átomos que residem lá, formando novas moléculas. Todas as condições necessárias para tais reações existem no cometa 67P. "

p Outros corpos astrofísicos, como planetas além do nosso sistema solar, ou exoplanetas, também pode produzir oxigênio molecular com um mecanismo "abiótico" semelhante - sem a necessidade de vida. Isso pode influenciar como os pesquisadores procuram por sinais de vida em exoplanetas no futuro.

p "O oxigênio é uma molécula importante, que é muito evasivo no espaço interestelar, "diz o astrônomo Paul Goldsmith do JPL, que é gerenciado pela Caltech para a NASA. Goldsmith é o cientista do projeto da NASA para a missão Herschel da Agência Espacial Europeia, que fez a primeira detecção confirmada de oxigênio molecular no espaço em 2011. "Este mecanismo de produção estudado no laboratório do professor Giapis poderia estar operando em uma variedade de ambientes e mostra a importante conexão entre os estudos de laboratório e a astroquímica."

p o Nature Communications O artigo é intitulado "Produção dinâmica de oxigênio molecular em coma cometário."