Εξωγήινοι και χλωροφθοράνθρακες

 Oι περιεκτικότητες των CFC-11 ή CCl3F (αριστερά) και CFC-12 ή CCl2F2 (δεξιά) στην ατμόσφαιρα της Γης. Παρατηρείστε την απότομη πτώση της συγκέντωσης των εν λόγω χλωροφθορανθράκων που σχετίζεται με την υιοθέτηση του Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ το 1987.

Οι χλωρoφθοράνθρακες (CFCs) είναι οργανικές χημικές ενώσεις που περιέχουν άνθρακα, φθόριο και χλώριο. Χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά, ως προωθητικά αέρια για καταναλωτικά αερολύματα (αεροζόλ) και ως διαλύτες. Η παρουσία των CFCs στην ατμόσφαιρα της Γης είναι άμεσο αποτέλεσμα της τεχνολογίας. Η χρήση τους έχει σε μεγάλο ποσοστό αντικατασταθεί με αντίστοιχα προϊόντα που περιέχουν υδροφθοράνθρακες, αλλά ορισμένοι χλωρoφθοράνθρακες παραμένουν σε υψηλές συγκεντρώσεις στη στρατόσφαιρα λόγω της μεγάλης διάρκειας ζωής τους. Η πιο σημαντική αντίδραση των χλωροφθορανθράκων είναι η διάσπαση του δεσμού(*) C-Cl και η δημιουργία ατομικού χλωρίου. Το ατομικό χλώριο με τη σειρά του δρα ως καταλύτης στην καταστροφή του στρατοσφαιρικού στρώματος του όζοντος, το οποίο μας προστατεύει από την υπεριώδη ακτινοβολία.

Όμως οι χλωροφθοράνθρακες θα μπορούσαν να υπάρχουν και στην ατμόσφαιρα εξωπλανητών, κι αυτό θα μπορούσε να σημαίνει την ύπαρξη εξωγήινων πολιτισμών. Αυτη την περίπτωση διερευνά μια έρευνα που δημοσιεύθηκε πρόσφατα με τίτλο ‘Detectability of Chlorofluorocarbons in the Atmospheres of Habitable M-dwarf Planets’. Εξετάζονται διάφορες πιθανές τιμές συγκεντρώσεων χλωρoφθορανθράκων σε ατμόσφαιρες εξωπλανητών που θα μπορούσαν να δώσουν μια εξ αποστάσεως ανιχνεύσιμη φασματική υπογραφή ενός τεχνολογικού πολιτισμού. Οι εξωπλανήτες πρέπει να μοιάζουν με τη Γη και να βρίσκονται στην κατοικίσιμη ζώνη του άστρου τους, όπως ο εξωπλανήτης TRAPPIST-1e.

Τέτοιου είδους παρατηρήσεις θα μπορούσαν να γίνουν με το φασματόμετρο που διαθέτει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Ακόμα και η μη ανίχνευση θα έθετε ανώτατα όρια στη συγκέντρωση των χλωροφθορανθράκων στις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών.

Καλλιτεχνική απεικόνιση των πλανητών του συστήματος ΤRAPPIST-1

H ανιχνευσιμότητα των CFCs σε έναν εξωπλανήτη που μοιάζει με τη Γη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ακτίνα και το φάσμα του άστρου του και το σύστημα TRAPPIST-1 είναι πολύ ευνοϊκό από αυτή την άποψη. Σημειώστε ότι αυτή δεν είναι μια αμοιβαία κατάσταση: Αν υπήρχαν εξωγήινοι σε κάποιον εξωπλανήτη του TRAPPIST-1 και είχαν την δυνατότητα παρατήρησης της διέλευσης της Γης μπροστά από τον Ήλιο, δεν θα ανίχνευαν χλωροφθοράνθρακες στην ατμόσφαιρά μας, εξαιτίας της μεγάλης ακτίνας του Ήλιου και της τροχιακής απόσταση της Γης.

πηγή: https://arxiv.org/pdf/2202.05858.pdf

(*) άσκηση: Για να διασπαστεί ο δεσμός μεταξύ άνθρακα και χλωρίου (C-Cl) στον χλωροφθοράνθρακα απαιτείται ενέργεια μεγαλύτερη από 3,3 eV. Ποιο είναι το μέγιστο μήκος κύματος των φωτονίων που μπορούν να διασπάσουν αυτόν τον δεσμό. Δίνεται ότι 1 eV=1,6•10-19J, h=6,63•10-34J•s, c= 3•108m/s

Απάντηση. Από την θεμελιώδη εξίσωση της κυματικής: c=λ•f =>f=c/λ και την εξίσωση της ενέργειας ενός φωτονίου παίρνουμε: Ε=h•f =>Ε=h•c/λ =>3,3•1,6•10-19 = 6,63•10-34•3•108/λ =>λ=376•10-9m ή περίπου 370 νανόμετρα (nm). Αυτό το μήκος κύματος βρίσκεται στο όριο του ορατού φάσματος μεταξύ ιώδους και υπεριώδους φωτός. Φωτόνια με μεγαλύτερη ενέργεια θα έχουν ακόμα μικρότερο μήκος κύματος, άρα θα ανήκουν στην υπεριώδη ακτινοβολία. Γι αυτό η υπεριώδης ακτινοβολία διασπά τους CFCs στα ανώτερα στρώματα (στρατόσφαιρα) της ατμόσφαιρας.



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΕΞΩΓΗΙΝΗ ΖΩΗ, ΕΞΩΠΛΑΝΗΤΕΣ, ΧΗΜΕΙΑ

Ετικέτες: ,

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: