 |
| Ο κομήτης Lovejoy που πέρασε από τη γη το 2014 |
Οι κομήτες ή αλλιώς "βρώμικες χιονόμπαλες" είναι συστάδες πάγου και σκόνης.
Οι πυρήνες τους αποτελούνται από πέτρα, σκόνη, νερό σε μορφή πάγου και κατεψυγμένα αέρια όπως μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο και αμμωνία.
Καθώς ένας κομήτης πλησιάζει τον ήλιο, θερμαίνεται και οι πάγοι του μετατρέπονται σε αέριο, δημιουργώντας μια ασαφή ατμόσφαιρα γύρω του, γνωστή ως κόμη.
Η ατμόσφαιρα περιλαμβάνει μόρια με βάση τον άνθρακα που με τη σειρά τους βομβαρδίζονται με υπεριώδες φως από τον ήλιο, διασπώνται και απογυμνώνουν τα εξωτερικά τους μέρη.
Αυτό δημιουργεί ένα απλό αλλά εύθραυστο μόριο γνωστό ως dicarbon, ή C₂. Είναι δύο άτομα άνθρακα συνδεδεμένα μεταξύ τους.
Οι επιστήμονες υποψιάστηκαν εδώ και καιρό ότι η πράσινη λάμψη γύρω από ορισμένους κομήτες προέρχεται από τη διάσπαση του dicarbon (C₂).
Για να το επαληθεύσουν αυτό στο εργαστήριο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα υπεριώδες λέιζερ με το οποίο κατάφεραν να απογυμνώσουν τα άτομα χλωρίου από μόρια χλωριούχου άνθρακα και στη συνέχεια βομβάρδισαν το υπόλοιπο μόριο C₂ με φως υψηλής έντασης. Οι λεπτομέρειες των χημικών αντιδράσεων που παρατήρησαν ήταν κάπως εκπληκτικές.
Αντί το μόριο να απορροφήσει ένα μόνο φωτόνιο φωτός και στη συνέχεια να εκπέμψει ένα πράσινο καθώς το μόριο διασπάται, η αντίδραση απαιτούσε από το μόριο να απορροφήσει δύο φωτόνια.
Ένα από αυτά τα φωτόνια διεγείρει το C₂ σε ημισταθερή κατάσταση και το δεύτερο είναι απαραίτητο για να το χτυπήσει και να το φέρει σε μια ακόμη πιο πλούσια σε ενέργεια αλλά ασταθή κατάσταση.
Με αυτόν τον τρόπο το μόριο διασπάται και ακτινοβολεί ένα χαρακτηριστικό πράσινο φωτόνιο (όπως ανέφεραν οι ερευνητές στο διαδίκτυο στα "Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών").
Γιατί όμως το πράσινο χρώμα παρατηρείται στην κόμη και όχι στην ουρά του κομήτη;
Έχει παρατηρηθεί ότι η διάρκεια ζωής ενός μορίου C₂ που λούζεται στο ηλιακό φως είναι περίπου 44 ώρες. Σε αυτό το διάστημα, τα μόρια αυτά μπορούν να ταξιδέψουν 80.000 μίλια περίπου - αρκετά μακριά. Αλλά οι ουρές των κομητών μπορούν να τεντωθούν εκατομμύρια μίλια.
Καθώς ένας κομήτης πλησιάζει τον ήλιο, θερμαίνεται και οι πάγοι του μετατρέπονται σε αέριο, δημιουργώντας μια ασαφή ατμόσφαιρα γύρω του, γνωστή ως κόμη.
Η ατμόσφαιρα περιλαμβάνει μόρια με βάση τον άνθρακα που με τη σειρά τους βομβαρδίζονται με υπεριώδες φως από τον ήλιο, διασπώνται και απογυμνώνουν τα εξωτερικά τους μέρη.
Αυτό δημιουργεί ένα απλό αλλά εύθραυστο μόριο γνωστό ως dicarbon, ή C₂. Είναι δύο άτομα άνθρακα συνδεδεμένα μεταξύ τους.
Οι επιστήμονες υποψιάστηκαν εδώ και καιρό ότι η πράσινη λάμψη γύρω από ορισμένους κομήτες προέρχεται από τη διάσπαση του dicarbon (C₂).
Για να το επαληθεύσουν αυτό στο εργαστήριο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα υπεριώδες λέιζερ με το οποίο κατάφεραν να απογυμνώσουν τα άτομα χλωρίου από μόρια χλωριούχου άνθρακα και στη συνέχεια βομβάρδισαν το υπόλοιπο μόριο C₂ με φως υψηλής έντασης. Οι λεπτομέρειες των χημικών αντιδράσεων που παρατήρησαν ήταν κάπως εκπληκτικές.
Αντί το μόριο να απορροφήσει ένα μόνο φωτόνιο φωτός και στη συνέχεια να εκπέμψει ένα πράσινο καθώς το μόριο διασπάται, η αντίδραση απαιτούσε από το μόριο να απορροφήσει δύο φωτόνια.
Ένα από αυτά τα φωτόνια διεγείρει το C₂ σε ημισταθερή κατάσταση και το δεύτερο είναι απαραίτητο για να το χτυπήσει και να το φέρει σε μια ακόμη πιο πλούσια σε ενέργεια αλλά ασταθή κατάσταση.
Με αυτόν τον τρόπο το μόριο διασπάται και ακτινοβολεί ένα χαρακτηριστικό πράσινο φωτόνιο (όπως ανέφεραν οι ερευνητές στο διαδίκτυο στα "Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών").
Γιατί όμως το πράσινο χρώμα παρατηρείται στην κόμη και όχι στην ουρά του κομήτη;
Έχει παρατηρηθεί ότι η διάρκεια ζωής ενός μορίου C₂ που λούζεται στο ηλιακό φως είναι περίπου 44 ώρες. Σε αυτό το διάστημα, τα μόρια αυτά μπορούν να ταξιδέψουν 80.000 μίλια περίπου - αρκετά μακριά. Αλλά οι ουρές των κομητών μπορούν να τεντωθούν εκατομμύρια μίλια.
Έτσι, σε τόσο μεγάλες αποστάσεις, θα υπάρχουν λίγα ή καθόλου μόρια C₂ επομένως καμία πράσινη λάμψη εκεί.
https://el.wikipedia.org/.../%CE%9A%CE%BF%CE%BC%CE%AE%CF...
https://www.nytimes.com/.../sci.../why-comets-are-green.html
https://www.science.org/.../why-do-some-comets-glow-green
https://el.wikipedia.org/.../%CE%9A%CE%BF%CE%BC%CE%AE%CF...
https://www.nytimes.com/.../sci.../why-comets-are-green.html
https://www.science.org/.../why-do-some-comets-glow-green
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου