Hình ảnh sao chổi 67 do Rosetta chụp vào ngày 22 tháng 8 năm 2015 cách tâm sao chổi 63,4 km. Tín dụng: ESA/Rosetta/Navcam – CC BY-SA IGO 3.0
Rosetta đã thực hiện phát hiện cục bộ đầu tiên về các phân tử oxy trong bầu khí quyển của sao chổi, trong một khám phá cho thấy oxy đã được tích hợp vào sao chổi 67P Churyumov-Gerasimenko trong quá trình hình thành của nó.
Phát hiện này đặt ra câu hỏi về một số mô hình lý thuyết về sự hình thành của Hệ Mặt trời.
Trong hơn một năm mà tàu vũ trụ ESA đã nghiên cứu sao chổi, nó đã phát hiện ra rất nhiều loại khí khác nhau phun ra từ nhân của nó.
Phong phú nhất là hơi nước, carbon monoxide và carbon dioxide.
Nhưng oxy không được liên kết với sao chổi cho đến bây giờ.
Nó là nguyên tố phổ biến thứ ba trong Vũ trụ, nhưng vì nó có tính phản ứng cao và dễ dàng bị phá vỡ để liên kết với các nguyên tử khác nên oxy tương đối khó tìm, ngay cả ở dạng đơn giản nhất là O 2 .
Nó cũng khó phát hiện bằng cách sử dụng các phép đo quang phổ bằng kính viễn vọng, nghĩa là cần phải có cơ hội như cơ hội do sứ mệnh Rosetta cung cấp để thực hiện việc phát hiện.
Kathrin Altwegg của Đại học Bern, nhà điều tra chính của Rosetta, cho biết: “Chúng tôi không thực sự mong đợi phát hiện ra O 2 tại sao chổi – và với số lượng lớn như vậy – bởi vì nó có phản ứng hóa học quá mạnh, vì vậy đây là điều khá ngạc nhiên”. Máy quang phổ quỹ đạo cho thiết bị phân tích ion và trung tính, ROSINA.
“Chúng tôi chưa bao giờ nghĩ rằng oxy có thể ‘tồn tại’ hàng tỷ năm mà không kết hợp với các chất khác.
“Cũng không lường trước được vì không có nhiều ví dụ về việc phát hiện O 2 giữa các vì sao.
Và do đó, mặc dù nó phải được tích hợp vào sao chổi trong quá trình hình thành, nhưng điều này không dễ giải thích bằng các mô hình hình thành Hệ Mặt trời hiện tại.”
O 2 được xác định phun ra từ sao chổi sau khi phân tích hơn 3.000 mẫu được thu thập xung quanh 67P Churyumov-Gerasimenko trong khoảng thời gian từ tháng 9 năm 2014 đến tháng 3 năm 2015.
Lượng được phát hiện có liên quan chặt chẽ đến lượng nước đo được xung quanh sao chổi, cho thấy cả hai được liên kết với cả nguồn gốc của chúng trong sao chổi và sự giải phóng của chúng vào không gian. O 2 ít tương quan với carbon monoxide và nitơ phân tử, mặc dù chúng có độ bay hơi tương tự như O 2 .
Ngược lại với sao chổi, người ta biết rằng oxy xuất hiện trên các mặt trăng của Sao Mộc và Sao Thổ vì chúng liên tục bị các hạt năng lượng cao từ các hành tinh chủ của chúng va chạm.
Đây không phải là trường hợp của các sao chổi như 67P.
Các hạt bức xạ vũ trụ đã va chạm với sao chổi trong 4,6 tỷ năm.
Những hạt này có thể khiến nước tràn vào oxy, hydro và ozone, trong số những thứ khác, nhưng các hạt này chỉ xâm nhập vài mét vào bề mặt của sao chổi.
Tuy nhiên, mỗi lần 67P quay quanh Mặt trời, nó sẽ mất vật chất trên bề mặt. Kể từ cuộc gặp cuối cùng với Sao Mộc vào năm 1959, người ta tin rằng nó đã mất khoảng 100 mét, do đó làm lộ ra các khí chứa bên trong dần dần theo thời gian.
Các nhà nghiên cứu tin rằng oxy từ 67P nằm sâu trong nhân của sao chổi và có nguồn gốc trước khi Hệ Mặt trời hình thành, đặt ra câu hỏi về một số mô hình lý thuyết về sự khởi đầu và tiến hóa của Hệ Mặt trời.