Почему кометы зеленые?

Время от времени пояс Койпера и облако Оорта начинают швыряться в сторону Земли галактическими снежками, котроыен состоят из льда, пыли и камней, оставшихся после формирования солнечной системы 4.6 миллиарда лет тому назад.

Когда эти “снежки”, которых мы называем кометами, пролетают по небу, с ними происходят любопытные цветовые трансформации. Голова у многих комет начинает светиться зеленым, и чем ближе комета к Солнцу, тем ярче зеленый цвет.

Однако, как ни странно, зеленый оттенок исчезает, как только доходит до одного или двух хвостов, тянущихся за кометой.

Комета Лавджоя

Почти столетие астрономы, химики и другие ученые ломали голову над этой загадкой. В 1930-х годах физик Герхард Герцберг выдвинул теорию, что хвост теряет окраску потому, что солнечный свет разрушает молекулы двухатомного углерода, также известного под названием диуглерод. Это вещество образуется в голове кометы в результате взаимодействия органического вещества и солнечного света. Однако диуглерод очень нестабилен, так что теорию было сложно проверить.

Недавно ученые из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее наконец нашли способ, с помощью которого смогли протестировать эту химическую реакцию в лабораторных условиях. Эксперимент прошел успешно, и теория почти столетней давности оказалась верной.

Химики доказали существование механизма, из-за которого диуглерод разрушается солнечным светом. Данный механизм позволяет объяснить, почему при подлете к Солнцу зеленоватая кома кометы сокращается, а также почему хвост кометы не зеленый. Комой называют нечеткий слой газа и пыли, окружающий ядро кометы.

Диуглерод состоит из двух соединенных атомов углерода и обнаруживается только в очень активных средах или там, где мало кислорода. Например, в звездах, кометах и межзвездном пространстве. Так что пока комета не подошла близко к Солнцу, диуглерод на ней не найти. Но когда Солнце начинает нагревать комету, органические вещества из ее ледяного ядра испаряются и создают кому. Затем Солнце разрушает крупные органические молекулы, в результате чего и образуется диуглерод.

После того, как комета подходит к солнцу еще ближе, мощное ультрафиолетовое излучение разрушает молекулы диуглерода. Этот процесс называется фотодиссоциацией. Фотодиссоциация уничтожает диуглерод до того, как он успеет удалиться от ядра, после чего зеленая кома становится ярче и уменьшается в размерах. В хвост кометы молекулы диуглерода уже не попадают, вот почему он и не становится зеленым.

Команде ученых из Сиднея впервые в мире удалось наблюдать этот космический химический процесс на Земле.

Чтобы этого достичь, они воспользовались вакуумной камерой и большим количеством лазеров. С помощью мощных ультрафиолетовых лазеров ученые разрушили молекулу тетрахлорэтилена C2Cl4, получив тем самым диуглерод, и подтвердив теорию, сформулированную еще в 30-х годах прошлого века.

В солнечной системе известно около 3700 комет, хотя как подозревают ученые, их может быть на миллионы, а то и миллиарды больше. В среднем диаметр ядра кометы около 10 км, а его кома может быть в 1000 раз больше.

За яркими кометами очень интересно наблюдать тем счастливчикам, кто может их увидеть. Но в прошлом кометы могли дать Земле намного больше, чем просто красивое зрелище. По одной из теорий о происхождении жизни некогда кометы доставили строительные кирпичики для будущих живых организмов прямо к нашему порогу.

Исследование австралийских ученых показало, насколько непростые процессы происходят в межзвездном пространстве. Но в ранние годы Земли наша планета получила набор углеродосодержащих молекул, благодаря которым стали возможными еще более сложные реакции, в результате чего и образовалась жизнь.

По материалам Phys.org

Читайте также:

Древняя комета оставила стеклянный след в пустыне Атакама

Как зарождалась жизнь в Солнечной системе: в хвосте необычной зеленой кометы нашли органические вещества