Hình minh họa cho thấy cách các kỹ sư bắn các phân tử nước tốc độ cao (trái) vào các bề mặt silicon và sắt bị oxy hóa, quan sát quá trình tạo ra chùm khói bao gồm oxy phân tử. Các nguyên tử oxy có màu đỏ và hydro có màu xanh lam. Tín dụng hình ảnh: Caltech
Phát hiện này đã sử dụng nghiên cứu từ sứ mệnh Rosetta của ESA, trong đó các nhà khoa học đã hạ cánh một con tàu vũ trụ lên bề mặt của Sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko để nghiên cứu chi tiết về nó.
Các nghiên cứu trước đây về dữ liệu của Rosetta cho thấy sao chổi tạo ra khí oxy, nhưng người ta không biết tại sao lại xảy ra trường hợp này.
Một giả thuyết cho rằng oxy có thể đã đóng băng bên trong sao chổi 4,6 tỷ năm trước khi Hệ Mặt trời còn sơ khai.
Nhưng Konstantinos P. Giapis, làm việc tại Caltech, lại tin khác.
Giapis nghiên cứu các phản ứng hóa học liên quan đến các nguyên tử tích điện, được gọi là ‘ion’, va chạm với bề mặt chất bán dẫn như một phương tiện để cải thiện công nghệ hiệu suất máy tính.
Ông và đồng tác giả nghiên cứu Yunxi Yao đã tiến hành các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để áp dụng kiến thức của họ nhằm giải quyết bí ẩn.
Anh ấy nói: “Tôi bắt đầu quan tâm đến không gian và đang tìm kiếm những nơi mà các ion sẽ được gia tốc trên bề mặt.
“Sau khi xem xét các phép đo được thực hiện trên sao chổi Rosetta, đặc biệt là về năng lượng của các phân tử nước va vào sao chổi, tất cả đều giống nhau.
Những gì tôi đã nghiên cứu trong nhiều năm đang xảy ra ngay tại đây trên sao chổi này.”
Lý thuyết cho rằng các phân tử hơi nước chảy ra khỏi sao chổi khi nước đá bị Mặt trời làm tan chảy.
Ánh sáng cực tím của Mặt trời tích điện cho các phân tử nước, và nước bị ion hóa này sau đó bị gió Mặt trời thổi ngược về phía sao chổi.
Khi những phân tử nước này chạm vào bề mặt của sao chổi, chúng va chạm với các vật liệu như rỉ sét và cát, những vật liệu có liên kết oxy trong chúng.
Các phân tử lấy một nguyên tử oxy khác và O2 được hình thành, đó là oxy mà chúng ta hít thở trên Trái đất.
Nghiên cứu cho thấy rằng, thay vì là nguyên thủy, oxy thực sự được tạo ra trong thời gian thực.
Có lẽ các thiên thể vật lý khác, chẳng hạn như các ngoại hành tinh, có thể tạo ra oxy theo cách tương tự.
Lý thuyết này có thể ảnh hưởng đến cách các nhà khoa học tìm kiếm dấu hiệu sự sống trên các ngoại hành tinh trong tương lai.
Giapis nói: “Khi chúng tôi xây dựng các thiết lập phòng thí nghiệm của mình, chúng tôi không hề biết rằng chúng sẽ áp dụng cho vật lý thiên văn của sao chổi.