Οκαθηγητής Κωνσταντίνος Γιαπής του Τμήματος Χημείας και Χημικών Μηχανικών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας (Caltech).
Τech & Science

Έλληνας επιστήμονας κατάφερε να εξηγήσει γιατί οι κομήτες παράγουν αέριο οξυγόνο γύρω τους

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι γιατί συμβαίνει αυτό , αλλά ο Κωνσταντίνος Γιαπής βρήκε μια πειστική εξήγηση

Οι κομήτες, όπως και τα δέντρα, «εκπνέουν» οξυγόνο γύρω τους. Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν ήταν σίγουροι γιατί αυτό συμβαίνει, αλλά ένας Έλληνας χημικός μηχανικός της διασποράς έχει πλέον βρει μια πειστική εξήγηση, η οποία μάλιστα έχει σημαντικές προεκτάσεις και επιπτώσεις για την αστροβιολογία και την αναζήτηση ζωής σε εξωπλανήτες.


Κάνοντας εργαστηριακά πειράματα σε συνθήκες που προσομοιάζουν στο διάστημα, ο καθηγητής Κωνσταντίνος Γιαπής του Τμήματος Χημείας και Χημικών Μηχανικών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνιας (Caltech) έδειξε με ποιον τρόπο το μοριακό οξυγόνο (οξυγόνο σε αέρια μορφή) μπορεί να παραχθεί στην επιφάνεια των κομητών.


Η πρώτη φορά που ανακαλύφθηκε μοριακό οξυγόνο σε κομήτη, ήταν το 2015 από τους ερευνητές που μελέτησαν τα στοιχεία, τα οποία συνέλλεξε η διαστημοσυσκευή «Ροζέτα» του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) κατά την παρατεταμένη μελέτη του κομήτη 67Ρ/Τσουριούμοφ-Γκερασιμένκο.


Η «Ροζέτα» ανίχνευσε απρόσμενα μεγάλες ποσότητες αερίου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα του κομήτη. Το μοριακό (αέριο) οξυγόνο είναι πολύ ασταθές, επειδή συνήθως ενώνεται με το υδρογόνο για να σχηματίσει νερό ή με τον άνθρακα για να δημιουργήσει διοξείδιο του άνθρακα. Πριν τον κομήτη 67/Ρ, αέριο οξυγόνο στο διάστημα είχε ανιχνευθεί μόνο δύο φορές σε νεφελώματα που παράγουν άστρα.


Η βασική υπόθεση των επιστημόνων ήταν έως τώρα ότι το μοριακό οξυγόνο στον κομήτη είναι αρχέγονο, δηλαδή βρίσκεται στο εσωτερικό του από το ξεκίνημα του ηλιακού μας συστήματος πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια και απλώς κάποια στιγμή, όταν η επιφάνεια του κομήτη σιγά-σιγά ξεπαγώνει, αυτό διαφεύγει στην ατμόσφαιρα.


Όμως ο Γιαπής, που έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature Communications", δείχνει ότι μπορεί να συμβαίνει κάτι άλλο και το οξυγόνο να είναι «φρέσκο». Καθώς ο κομήτης θερμαίνεται από τον Ήλιο, αποβάλλει μόρια υδρατμών, τα οποία ιονίζονται από την υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία. Στη συνέχεια ο ηλιακός «άνεμος» ωθεί τα ιονισμένα μόρια των υδρατμών πίσω, με αποτέλεσμα αυτά να προσκρούουν πάνω την επιφάνεια του κομήτη, η οποία περιέχει χημικά δεσμευμένο (όχι αέριο) οξυγόνο. Κατά την πρόσκρουση, τα μόρια των υδρατμών προσλαμβάνουν άλλο ένα άτομο οξυγόνου και έτσι τελικά σχηματίζεται το μοριακό (αέριο) οξυγόνο.


Η σημασία αυτής της εξήγησης είναι ότι το μοριακό οξυγόνο που η «Ροζέτα» έχει βρει πάνω στον κομήτη, μπορεί κάλλιστα να παράγεται σε πραγματικό χρόνο επί τόπου και να μην είναι πανάρχαιο, όπως είχαν υποθέσει άλλοι επιστήμονες.


Όπως δήλωσε ο κ.Γιαπής, «η εχθρική κόμη του κομήτη είναι ένα δυναμικό περιβάλλον χημικών αντιδράσεων, ικανό να συνθέσει μόρια που τυπικά σχετίζονται με την παρουσία της ζωής και να το κάνει με πλήρως αβιοτικούς τρόπους. Η ανακάλυψη αυτή έχει συνέπειες για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής, ιδιαίτερα πρέπει να αναθεωρηθούν οι σχετικοί βιοδείκτες που οι επιστήμονες αναζητούν στα ουράνια σώματα».


Η έμπνευση από τη «Ροζέτα»


«Η νέα έρευνα» τόνισε ο κ.Γιαπής «ανοίγει νέους δρόμους για την εκμετάλλευση της διαστημικής χημείας, προκειμένου να υπάρξει επιτόπια αξιοποίηση πόρων στη διάρκεια των μελλοντικών διαπλανητικών ταξιδιών. Και πρέπει να σημειώσω ότι οι εξωτικές αντιδράσεις που 'καθοδηγούν' μια τέτοια χημεία, δεν θα είχαν ανακαλυφθεί χωρίς την έμπνευση από την αποστολή της Ροζέτα».


Όπως δήλωσε, οι ίδιες χημικές αντιδράσεις που εδώ και 20 χρόνια μελετά στη Γη, μπορεί να λαμβάνουν χώρα και σε έναν κομήτη. Όπως είπε, «άρχισα να ενδιαφέρομαι για το διάστημα, ψάχνοντας για μέρη όπου τα ιόντα μπορούν να επιταχύνονται και να συγκρούονται με επιφάνειες. Μελετώντας τις μετρήσεις για τον κομήτη της Ροζέτα και ιδίως αυτές που αφορούσαν τις ενέργειες των μορίων των υδρατμών που πέφτουν πάνω στην επιφάνειά του, ξαφνικά μου έκανε 'κλικ'. Συνειδητοποίησα πως αυτό που μελετούσα επί χρόνια, συμβαίνει ακριβώς πάνω στον κομήτη».


Σύμφωνα με τον Έλληνα επιστήμονα, και άλλα ουράνια σώματα, όπως οι εξωπλανήτες, μπορεί να παράγουν αέριο οξυγόνο με τον ίδιο χημικό αβιοτικό μηχανισμό, χωρίς να απαιτείται η μεσολάβηση κάποιου οργανισμού (π.χ. της φωτοσύνθεσης των φυτών) για να εκλυθεί το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Αυτό έχει μεγάλη σημασία, επειδή οι αστροβιολόγοι θεωρούν ότι αν βρουν το «αποτύπωμα» του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ενός εξωπλανήτη, αυτό θα προδίδει την ύπαρξη ζωής. Κάτι τέτοιο όμως, κατά τον Γιαπή, μπορεί να μη συμβαίνει, αφού το αέριο οξυγόνο είναι δυνατό να παραχθεί και με καθαρά χημικές αντιδράσεις.


Η πρώτη επιβεβαιωμένη ανίχνευση μοριακού οξυγόνου στο διάστημα έγινε το 2011 από την αποστολή "Herschel" της ESA. Όπως δήλωσε ο συνεργάτης της NASA αστρονόμος Πολ Γκόλντσμιθ επίσης του Caltech, «το οξυγόνο είναι σημαντικό μόριο που είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθεί στο διάστημα. Ο μηχανισμός παραγωγής του, που μελέτησε το εργαστήριο του καθηγητή Γιαπή, μπορεί να έχει ισχύ σε πολλά διαφορετικά περιβάλλοντα και δείχνει τη σημαντική σύνδεση ανάμεσα στις εργαστηριακές έρευνες και στην αστροχημεία».


Ο Κ.Γιαπής αποφοίτησε το 1984 από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ στην Αθήνα, πήρε το διδακτορικό του το 1989 από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου της Μινεσότα και έως το 1992 διεξήγαγε μεταδιδακτορική έρευνα στα Εργαστήρια ΑΤ&Τ Bell στο Νιού Τζέρσι. Σήμερα είναι καθηγητής στο Caltech και η έρευνά του εστιάζεται στη δυναμική αλληλεπίδραση των ιόντων με τις επιφάνειες των ημιαγωγών (υλικών για επεξεργαστές υπολογιστών και κινητών τηλεφώνων), στα νανοϋλικά και στη νανοτεχνολογία.

 

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Τech & Science

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Εξάπλωση του κορωνοϊού στους εργασιακούς χώρους - Ποιοι κινδυνεύουν περισσότερο

Τech & Science Εξάπλωση του κορωνοϊού στους εργασιακούς χώρους - Ποιοι κινδυνεύουν περισσότερο

29.5.2020
Η συλλογική ανοσία έναντι του κορωνοϊού αργεί - Τι δείχνουν έρευνες

Τech & Science Η συλλογική ανοσία έναντι του κορωνοϊού αργεί - Τι δείχνουν έρευνες

29.5.2020
Το Instagram θα αρχίσει να πληρώνει τους influencers μέσω IGTV και Instagram Live

Τech & Science Το Instagram θα αρχίσει να πληρώνει τους influencers μέσω IGTV και Instagram Live

29.5.2020
Επιστήμονες επιβεβαίωσαν την ύπαρξη ενός εξωπλανήτη σαν τη Γη

Τech & Science Επιστήμονες επιβεβαίωσαν την ύπαρξη ενός εξωπλανήτη σαν τη Γη

28.5.2020
Παρθενική πτήση για το μεγαλύτερο ηλεκτρικό αεροσκάφος στον κόσμο

Τech & Science Παρθενική πτήση για το μεγαλύτερο ηλεκτρικό αεροσκάφος στον κόσμο

28.5.2020
Κορωνοϊός - Έρευνα: Το 40% των ασθενών με Covid-19 είναι ασυμπτωματικοί

Τech & Science Κορωνοϊός - Έρευνα: Το 40% των ασθενών με Covid-19 είναι ασυμπτωματικοί

28.5.2020
NASA - LIVE: Ιστορική επανδρωμένη πτήση στο Διάστημα - Η SpaceX του Έλον Μασκ γράφει ιστορία

Τech & Science NASA - LIVE: Ιστορική επανδρωμένη πτήση στο Διάστημα - Η SpaceX του Έλον Μασκ γράφει ιστορία

27.5.2020
Τσεχία: 3D εκτυπωτής φτιάχνει πλωτό, οικολογικό σπίτι σε 48 ώρες

Τech & Science Τσεχία: 3D εκτυπωτής φτιάχνει πλωτό, οικολογικό σπίτι σε 48 ώρες

27.5.2020
«Η βιταμίνη D βοηθά στον κορωνοϊό»: Καθηγητές του ΕΚΠΑ εξηγούν τη σχέση με την θνησιμότητα

Τech & Science «Η βιταμίνη D βοηθά στον κορωνοϊό»: Καθηγητές του ΕΚΠΑ εξηγούν τη σχέση με την θνησιμότητα

27.5.2020
Το Google Chrome σου επιτρέπει να ομαδοποιήσεις σε κατηγορίες τις πολλές ανοιχτές καρτέλες

Τech & Science Το Google Chrome σου επιτρέπει να ομαδοποιήσεις σε κατηγορίες τις πολλές ανοιχτές καρτέλες

27.5.2020
Πρέπει να είστε μέλος για να αναρτήσετε σχόλια