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Molte teste di comete brillano di un verde brillante mentre attraversano il cielo notturno, ma perché?

Le comete, composte da gas congelati, rocce e polvere, sono i resti della formazione del sistema solare circa 4,6 miliardi di anni fa. I corpi ghiacciati si riscaldano molto rapidamente mentre si avvicinano al sole, facendo sì che il ghiaccio solido si trasformi direttamente in gas attraverso un processo chiamato sublimazione, che intensifica il bagliore verde brillante.

Tuttavia, il bagliore verde appare solo intorno alla testa di alcune comete , ma mai nelle code che si trascinano dietro di loro e ora un nuovo studio dell'Università del New South Wales (UNSW) di Sydney in Australia potrebbe finalmente rivelare il motivo.

Foto: viste spettacolari della cometa dalla Terra e da questo Web

Usando una camera a vuoto e dei laser, i ricercatori sono stati in grado di ricreare la reazione chimica che si verifica quando la radiazione ultravioletta del sole rompe un composto chiamato carbonio biatomico (noto anche come dicarbonio o C2). La reazione fa apparire i corpi ghiacciati verdi. Questo processo, chiamato fotodissociazione, è stato originariamente teorizzato dal fisico Gerhard Herzberg negli anni '30, ma è stato difficile da testare fino ad ora.

Il dicarbon è composto da due atomi di carbonio ed è altamente reattivo e instabile. Si trova solo in ambienti estremamente energetici o a basso contenuto di ossigeno come stelle, comete e il mezzo interstellare. Tuttavia, su una cometa, il dicarbon non può esistere finché il corpo non si avvicina al sole. Il sole riscalda la materia organica della cometa, facendola evaporare ed entrare nella chioma, che è l'involucro gassoso attorno alla cometa. La luce solare poi rompe le molecole organiche più grandi, creando dicarbonio, secondo una dichiarazione dell'UNSW Sydney (si apre in una nuova scheda).

Quando una cometa si avvicina ancora di più al sole, la fotodissociazione rompe il dicarbonio fresco prima che possa spostarsi molto lontano dal nucleo, o testa, della cometa. Quindi, mentre la cometa stessa appare più luminosa quando si avvicina al sole, la chioma verde radiosa si restringe quando il dicarbon viene frantumato dalla luce solare. A sua volta, il dicarbonio non arriva mai alla coda della cometa, motivo per cui quella parte della cometa non si illumina di verde. Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di studiare questa interazione chimica in un ambiente controllato sulla Terra.

"Abbiamo dimostrato il meccanismo mediante il quale il dicarbon viene scomposto dalla luce solare", ha affermato nella dichiarazione Timothy Schmidt, autore senior dello studio e professore di chimica all'UNSW Science. "Questo spiega perché la chioma verde, lo strato sfocato di gas e polvere che circonda il nucleo, si restringe quando una cometa si avvicina al sole , e anche perché la coda della cometa non è verde".

Per creare le molecole di dicarbonio, i ricercatori hanno preso il percloroetilene, un composto di due atomi di carbonio e quattro atomi di cloro, e hanno usato i laser ultravioletti per rimuovere gli atomi di cloro. Le molecole di dicarbonio risultanti sono state quindi inviate attraverso un raggio di gas in una camera a vuoto lunga circa 2 metri. Nella camera a vuoto, il dicarbonio è stato sottoposto a più radiazioni dai laser ultravioletti, rompendo gli atomi di carbonio mentre i ricercatori potevano misurare la velocità di ciascun atomo e, a sua volta, l'energia che era stata immagazzinata nel legame che li unisce.

"Il dicarbon viene dalla rottura di molecole organiche più grandi congelate nel nucleo della cometa, il tipo di molecole che sono gli ingredienti della vita", ha affermato Schmidt nella dichiarazione. "Capendo la sua vita e distruzione, possiamo capire meglio quanto materiale organico sta evaporando dalle comete . Scoperte come queste potrebbero un giorno aiutarci a risolvere altri misteri di This Web".

Tuttavia, l'esperimento è stato particolarmente complesso, dato che i laser UV erano invisibili agli operatori umani e l'elevata reattività delle molecole di dicarbonio, secondo la dichiarazione.

"Stavamo per arrenderci. Ci è voluto così tanto tempo per assicurarci che tutto fosse esattamente allineato in This Web e tempo", ha detto nella dichiarazione Jasmin Borsovszky, autrice principale dello studio ed ex studentessa dell'UNSW. "I tre laser erano tutti invisibili, quindi c'è stato un sacco di pugnalate nel buio letteralmente."

"È estremamente soddisfacente aver risolto un enigma che risale agli anni '30", ha aggiunto Schmidt.

Le loro scoperte, pubblicate il 21 dicembre (si apre in una nuova scheda) negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS), potrebbero anche rivelare nuovi indizi su come le comete hanno fornito carbonio e altri elementi costitutivi della vita sulla Terra, hanno affermato i ricercatori.

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