Los cometas pasan por una metamorfosis colorida mientras cruzan el cielo. El color verde es un buen augurio y muchos cometas muestran este color. El color verde significa que el cometa se vuelve más activo a medida que se acerca al Sol.
Pero extrañamente, este tono verde desaparece antes de llegar a una o dos colas que se arrastran detrás del cometa.
Este misterio ha intrigado a astrónomos, científicos y químicos durante casi 90 años. En 1930, se sugirió que este fenómeno se debía a que la luz solar destruía el carbono diatómico. El carbono se crea a partir de la interacción entre la luz solar y la materia orgánica en la cabeza del cometa. Sin embargo, debido a la inestabilidad del dicarbono, esta teoría ha sido difícil de probar.
Los científicos de UNSW Sydney finalmente han encontrado una manera de probar esta reacción química en un laboratorio y, al hacerlo, han demostrado que esta teoría de 90 años es correcta. Resolvieron este misterio con la ayuda de una cámara de vacío, muchos láseres y una poderosa reacción cósmica.
Timothy Schmidt, profesor de química en UNSW Science y autor principal del estudio, dijo: Hemos probado el mecanismo por el cual la luz solar descompone el dicarbono. Esto explica por qué la coma verde, la capa difusa de gas y polvo que rodea el núcleo, se encoge a medida que el cometa se acerca al Sol, y también por qué la cola del cometa no es verde.
Dicarbon es el jugador clave en este misterio. La molécula es altamente reactiva y responsable de dar color verde a muchos cometas. Sin embargo, la molécula no existe hasta que se acercan al Sol. A medida que el sol comienza a calentar el cometa, la materia orgánica del núcleo helado se evapora y pasa a la coma.
Los científicos, en este estudio, han demostrado que a medida que el cometa se acerca aún más al Sol, la radiación ultravioleta extrema rompe las moléculas de dicarbono que creó recientemente en un proceso llamado 'fotodisociación'.
Este proceso destruye el dicarbono antes de alejarse del núcleo, lo que hace que la coma verde se vuelva más brillante y se encoja, y se asegura de que el tinte verde nunca llegue a la cola.
La Sra. Jasmin Borsovszky, autora principal del estudio y exalumna de Honores en Ciencias de la UNSW, dijo: "Me parece increíble que alguien en la década de 1930 pensara que esto es probablemente lo que está sucediendo, hasta el nivel de detalle del mecanismo de cómo estaba sucediendo, y luego, 90 años después, descubrimos que es lo que está sucediendo.
Timothy Schmidt, profesor de química en UNSW Science y autor principal del estudio, dijo: Los hallazgos nos ayudan a comprender mejor tanto el dicarbono como los cometas. El dicarbono proviene de la ruptura de moléculas orgánicas más grandes congeladas en el núcleo del cometa, el tipo de moléculas que son los ingredientes de la vida.
Al comprender su vida útil y destrucción, podemos comprender mejor la cantidad de material orgánico que se evapora de los cometas. Descubrimientos como estos podrían algún día ayudarnos a resolver otros misterios espaciales.
Los científicos resolvieron este misterio al recrear el mismo proceso químico galáctico en un ambiente controlado en la Tierra. Usando una cámara de vacío, varios láseres y una poderosa reacción cósmica, lograron esto.
El Prof. Schmidt dijo: Primero, tuvimos que hacer esta molécula que es demasiado reactiva para almacenarla en una botella. No es algo que podamos comprar en las tiendas. Hicimos esto tomando una molécula más grande, conocida como percloroetileno o C2Cl4, y expulsando sus átomos de cloro (Cl) con un láser ultravioleta de alta potencia.
Los científicos enviaron las moléculas de dicarbono a través de un haz de gas en una cámara de vacío. La cámara de gas tenía alrededor de dos metros de largo. Luego apuntaron otros dos láseres UV hacia el dicarbono: uno para inundarlo con radiación, el otro para hacer que sus átomos fueran detectables. El impacto de la radiación desgarró el dicarbono y envió sus átomos de carbono volando hacia un detector de velocidad.
Luego, el equipo analizó la velocidad de estos átomos que se mueven rápidamente para medir la fuerza del enlace de carbono en aproximadamente uno en 20,000, que es como medir 200 metros al centímetro más cercano.
La Sra. Borsovszky dice: "debido a la complejidad del experimento, pasaron nueve meses antes de que pudieran hacer su primera observación".
Estábamos a punto de rendirnos. Tomó mucho tiempo asegurarse de que todo estuviera alineado con precisión en el espacio y el tiempo.
"Los tres láseres eran todos invisibles, por lo que hubo muchas punzadas en la oscuridad, literalmente".
El Prof. Schmidt dice que esta es la primera vez que alguien ha observado esta reacción química.
"Es extremadamente satisfactorio haber resuelto un enigma que se remonta a la década de 1930".
El profesor Martin van Kranendonk, astrobiólogo y geólogo de la UNSW que no participó en el estudio, dijo: "Esta emocionante investigación nos muestra cuán complejos son los procesos en el espacio interestelar".
"La Tierra primitiva habría experimentado un revoltijo de diferentes moléculas con carbono que llegaban a su superficie, lo que permitió que ocurrieran reacciones aún más complejas en el período previo a la vida".
Referencia de la revista:
- Jasmin Borsovszky et al. Fotodisociación del dicarbono: cómo la naturaleza rompe un enlace múltiple inusual. DOI: 10.1073/pnas.2113315118
¿Qué significa un cometa verde?
Cuando ves ese color verde, es un indicador de una combinación de cosas: que la coma contiene grandes cantidades de moléculas CN y C2, que el cometa está activo (desgasificación) y cálido (cerca del Sol) y. que el potencial para un cisma o erupción está en su punto más alto.
¿Por qué la cabeza de un cometa es verde?
Debido a la naturaleza cuántica del universo, una molécula excitada vuelve a su estado fundamental mediante la emisión de un fotón. Para el dicarbono, el fotón es comúnmente uno de luz verde. Esto explicaba el color verde de las comas del cometa.
¿Por qué el cometa Neowise es verde?
La cola apunta en una dirección diferente a medida que el cometa avanza en su órbita alrededor del sol. La cola ya no está bifurcada. En cambio, ahora muestra múltiples rayos de serpentina. El coma ahora brilla de color verde azulado, debido a que los gases monóxido de carbono, cianuro y carbono diatómico son estimulados por la luz ultravioleta del sol.
¿Cómo puedo ver el cometa verde?
La mejor vista es alrededor de las 6:15 am El cometa no está lejos de la estrella muy brillante llamada Arcturus. Luego, a partir del 15 de diciembre, el cometa cambia al cielo de la tarde, pero muy bajo en el suroeste. Venus superbrillante es un buen punto de referencia, lo que hace que el cometa sea más fácil de detectar.