Dat kometen moleculaire zuurstof genereren, is niet zo gek. Met een Eley-Ridealmechanisme kun je het uitstekend verklaren, schrijft Caltech-procestechnoloog Konstantinos Giapis in Nature Communications.

De Rosetta-sonde ontdekte die zuurstof twee jaar geleden in de nevel rond de komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Chemisch gezien was dat een verrassing: in het heelal is O₂ uiterst zeldzaam omdat het maar al te gemakkelijk verder reageert met waterstof of koolstof. De beste verklaring die men kon verzinnen was dat die zuurstof was ingevroren tijdens het ontstaan van de komeet, miljarden jaren geleden, en dat er bij passage van de zon telkens iets van vrijkwam.

Dat er ‘iets’ op die komeet leeft dat aan fotosynthese doet zu ook een verklaring kunnen zijn, zij het een heel erg onwaarschijnlijke.

Maar Giapis en postdoc Yunxi Yao stellen nu dat O₂ ook in situ kan worden gegenereerd op zo’n komeetoppervlak zonder dat er biologische processen aan te pas komen. Ze schetsen een scenario waarbij watermoleculen verdampen, vervolgens door uv-straling van de zon worden geïoniseerd tot H₂O⁺, en daarna door de zonnewind weer tegen het komeetoppervlak worden geblazen.

Je mag aannemen dat dat oppervlak is bedekt met allerlei oxides zoals ijzer- en siliciumoxide. Als een waterion daar met voldoende kinetische energie tegenaan ketst kan het een zuurstofatoom uit zo’n oxide meesleuren. Katalyse-experts zullen hier een Eley-Ridealmechanisme in herkennen.

Het gevormde H₂O-O (volgens sommigen ‘oxywater’) is instabiel en valt uiteen in H⁺ en HO₂^-. Dat laatste ion desintegreert verder zodat je eerst O₂^- en daarna O₂ krijgt.

Het is niet meer dan een hypothese maar volgens Giapis’ berekeningen, en een paar inleidende experimenten, moet het kunnen en is het consistent met wat de Rosetta-sonde rond die komeet heeft gemeten.

Bovendien is het voor hem niks nieuws. Hij werkt al twintig jaar aan verbeterde fabricagetechnieken voor computerchips, en het genereren van Eley-Ridealreacties door halfgeleideroppervlakken te beschieten met hoogenergetische deeltjes is daarbij routine. Toen hij iets las over het kometenzuurstofraadsel viel ineens het kwartje.

‘Toen we dit lab bouwden hadden we nooit kunnen vermoeden dat we het ooit zouden gebruiken om komenten-astrofysica te onderzoeken’, besluit hij.

bron: Caltech