Skip to main content

Halogeenhoudende stoff en op Chury!

Research Topic Chapter
News flash intro
Van de zoo van neutrale gassen die ROSINA op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko ontdekte was één ‘diersoort’ zeer moeilijk te vinden: de halogeenhoudende stoffen. Deze groep bevat de waterstofhalogeniden HF, HCl en HBr. Ze worden voorgesteld als zeevissen omdat ze aan zeezout gerelateerd zijn. Het was bijzonder moeilijk om deze ‘vissen’ in de ROSINAspectra te ontdekken omdat sommigen zich verstopten achter andere stoff en die meer voorkomen. Waterstofhalogeniden lijken vooral vanop het komeetstof vrij te komen en niet rechtstreeks uit de komeetkern!
Body text

Hoe dichter een komeet bij de Zon komt, hoe meer hitte deze ontvangt en hoe meer ijs kan sublimeren en stof van de komeet kan ontsnappen. Het belangrijkste gas dat zo uit een komeet vrijkomt is water (H2O), maar er zijn nog heel wat andere dieren in de zoo!

Op Aarde kunnen de halogenen fluor (F), chloor (Cl) en broom (Br) onder vele vormen worden teruggevonden. De halogeen-bevattende verbinding waar iedereen mee vertrouwd is, is natriumchloride (NaCl) of tafelzout. Met behulp van de massaspectrometer DFMS op Rosetta konden we onderzoeken of er halogenen aanwezig zijn in de atmosfeer rond komeet 67P. Op de komeet worden halogenen vooral als waterstofhalogeniden gevonden. Het was een hele uitdaging om ze te ontdekken, want sommigen verstopten zich naast andere soorten in de spectra (zoals HF en HCl) en anderen kwamen zeer weinig voor (zoals HBr), zoals je in Figuur 2 kan zien.

Opmerkelijk was dat de hoeveelheid waterstofhalogeniden in de komeetatmosfeer niet lineair samen gaat met de hoeveelheid water. Dit wijst er op dat deze stoffen niet gelijkmatig in het ijs aanwezig zijn. Waar komen de waterstofhalogeniden dan vandaan? Twee waarnemingen kunnen ons hierbij helpen. Ten eerste, de verhouding van de hoeveelheid waterstofhalogeniden ten opzichte van de hoeveelheid water wordt groter in functie van de afstand tot de komeet in de eerste honderdtal kilometer. Ten tweede, hoe verder weg van de komeet, hoe minder de hoeveelheid waterstofhalogenide afhankelijk wordt van de hoeveelheid water, zoals geïllustreerd in Figuur 3.

De enige mogelijke verklaring is dat de waterstofhalogeniden zich vooral in een laagje ijs vlak rond komeetstof-korrels bevinden, die zich op zijn beurt in bijna zuiver waterijs bevinden. We weten dat grotere komeetstofdeeltjes uit groepjes van deze korrels bestaan, zoals te zien is op Figuur 4. Het ijs dat sublimeert van het komeetoppervlak is hoofdzakelijk het waterijs van de buitenste lagen, zodanig dat er niet veel waterstofhalogeniden gemeten worden dicht bij de komeet. Wanneer de stofdeeltjes van de komeet vrijkomen warmen ze op en verdampt zowel het bijna zuiver waterijs als het halogeenrijke ijs, waardoor de fractie aan halogeniden groter wordt met toenemende afstand.

 

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Figuur 2: Voorbeelden van DFMS massaspectra met waterstofhalogeniden.
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Figuur 3: De relatie tussen de hoeveelheid H2O en HF, HCl, en HBr verandert in functie van de afstand tot de komeet.
Figure 4 body text
Figure 4 caption (legend)
Figuur 4: Komeetdeeltjes bestaande uit stofkernen (zwart) omgeven door halogeenrijk (donkerblauw) en halogeenarm waterijs (lichtblauw).