Il Mistero del Verde nelle Comete

Il Mistero del Verde nelle Comete

Affascinano l’uomo fin dall’antichità, ma, fino ad oggi, il perché nelle comete il verde brillante delle chiome non si propagasse anche nelle lunghe code, prodotte con l’avvicinarsi al Sole, era rimasto un mistero. Grazie a complessi esperimenti di laboratorio, un team di astronomi ha verificato una teoria di lunga data, risolvendo finalmente l’enigma.

Da quasi un secolo, astronomi, chimici e scienziati si interrogano su questo fenomeno. Negli anni ’30 il fisico Gerhard Herzberg teorizzò che il processo fosse dovuto al fatto che la luce solare distrugge il carbonio biatomico (C2), una molecola creata in seguito alle interazioni tra la luce del Sole e la materia organica presente sulla chioma della cometa. Ma dal momento che il carbonio biatomico è instabile, questa teoria è sempre stata difficile da verificare. Un nuovo studio guidato dall’Università di Sydney e pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), è riuscito nell’impresa di testare in laboratorio la complessa reazione chimica, provando finalmente la correttezza di una teoria vecchia di 90 anni. Per risolvere il mistero, il team ha dovuto ricreare gli stessi processi chimici galattici in un ambiente controllato sulla Terra, con l’aiuto di una camera a vuoto, vari laser e una potente reazione cosmica. La complessità dell’esperimento ha richiesto una tempistica di nove mesi, prima di poter effettuare le prime osservazioni.

“Abbiamo dimostrato il meccanismo in base al quale il carbonio biatomico si spezza per effetto della luce solare”, afferma Timothy Schmidt, primo autore dello studio. “Questo spiega il perché la chioma verde, lo strato diffuso di gas e polveri che circonda il nucleo cometario, si riduce man mano che la cometa si avvicina al Sole, e anche perché la coda della cometa non è verdastra”. Il carbonio biatomico è altamente reattivo ed è responsabile del colore verde di molte comete. È composto da due atomi di carbonio e si trova soltanto in ambienti estremamente energetici poveri di ossigeno, come in stelle, comete e mezzo interstellare. Questa molecola non esiste sulle comete finché non giungono più vicine al Sole. Quando la nostra stella inizia a riscaldare la cometa, la materia organica che si trova nel nucleo ghiacciato evapora e si sposta verso la chioma. In seguito la luce solare spezza queste molecole organiche più grandi, formando carbonio biatomico.

Ora il team ha dimostrato che, quando la cometa si avvicina ancora di più al Sole, la radiazione ultravioletta estrema spezza anche le molecole di carbonio biatomico nel corso di un processo di fotodissociazione, prima che tali molecole possano spostarsi lontano dal nucleo. Questo fa sì che la chioma verdastra diventi più brillante e si restringa. È la prima volta che questa interazione chimica viene studiata in laboratorio sulla Terra. “Trovo incredibile che qualcuno negli anni ’30 abbia ipotizzato questo meccanismo”, afferma Jasmin Borsovszky, tra gli autori dello studio. “Herzberg fu uno scienziato incredibile e arrivò a vincere il Premio Nobel per la Chimica negli anni ’70”. “Il carbonio biatomico deriva dalla rottura di grandi molecole organiche ghiacciate nel nucleo della cometa, il tipo di molecole che rappresentano gli ingredienti base della vita”, conclude Schmidt.

Nell’immagine la cometa C/2020 F8 (SWAN), con la sua chioma verdastra e una lunga coda di ioni, ripresa dalla Namibia
Image Credit & Copyright: Gerald Rhemann

https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-tech/comets-heads-can-be-green-never-their-tails-after-90-years-we-finally-know-why