Тяжёлая вода из космоса:
Вода в комете Чурюмова-Герасименко неожиданным образом оказалась по изотопному составу абсолютно не похожей на земную
Сегодня ночью ЕКА представило первые научные результаты, полученные инструментами зонда «Розетта», который прибыл к комете Чурюмова-Герасименко в начале августа этого года. К большому удивлению ученых, доля тяжелого изотопа водорода, дейтерия, в водных запасах кометы заметно отличалась от этого параметра для земной воды, что в ближайшем будущем вынудит их пересмотреть теории формирования Солнечной системы.
«Это удивительное открытие может означать то, что семейство комет, обитающих за орбитой Юпитера, происходит не из одного источника. Вполне возможно, что они формировались в самых разных уголках рождающейся Солнечной системы, даже в тех, о которых мы не думали раньше», — рассказывает участница проекта «Розетта» и руководитель команды инструмента ROSINA Кэтрин Альтвегг из университета Берна (Швейцария), .
Альтвегг, ведущий ученый «Розетты» Мэтт Тейлор и другие представители Европейского космического агентства рассказали об одном из первых открытий «Розетты» после ее прибытия к комете Чурюмова-Герасименко в рамках телеконференции, организованной Американской ассоциацией по продвижению науки (AAAS), издателем престижного научного журнала Science. К слову, первые данные с инструментов «Розетты» и их предварительный анализ были опубликованы сегодня в этом же издании.
Поиск воды, изучение ее химического и изотопного состава является главной и самой приоритетной задачей как для самой «Розетты», так и для спускаемого модуля «Фила», который сел на поверхность кометы в ноябре этого года и попробовал на вкус ее грунт и льды.Вопрос о том, как и когда появились земные океаны, откуда взялась их вода и что с ней происходило в «младенчестве» Земли, остается одним из самых дискуссионных моментов в современной планетологии. Проблема заключается в том, что Земля сформировалась в «теплой» части Солнечной системы, где молекулы воды не могли формироваться и существовать из-за того, что там было слишком тепло и светло — ультрафиолетовое излучение юного Солнца разлагало молекулы воды на части и не давало им соединиться.
По этой причине ученые на протяжении последних двух десятилетий пытаются найти механизм, который бы объяснял присутствие огромного количества воды на Земле сегодня и на Марсе в прошлом. На роль поставщика воды, с разной степенью убедительности, сегодня претендуют самые разные небесные тела — кометы из пояса астероидов, где в 2013 году было найдено целое кладбище древних «косматых чудищ», примитивные астероиды-хондриты с дальних подступов Солнечной системы и даже прародитель Луны, протопланета Тейя.
Пока ни одна из этих теорий не была подтверждена на практике, так как для этого требуются образцы первичных пород и льда Солнечной системы. Вполне возможно, что мы получим однозначный ответ на этот вопрос уже очень скоро, когда будут проанализированы сведения о химическом и изотопном составе первичной воды в комете Чурюмова-Герасименко, собранные в середине ноября спускаемым модулем «Фила».
Однако даже без данных с «Филы», как отмечает Мэтт Тейлор, сегодня уже становится ясно, что ситуация с земной водой и другими источниками влаги в Солнечной системе намного сложнее, чем мы представляли себе ранее.
Данные с инструмента ROSINA, который недавно выяснил, чем пахнет комета, показывают, что в водяных парах, исходящих от поверхности ее ядра, содержится необычно много «тяжелой» воды — молекул, содержащих в себе или один, или два атома тяжелого водорода, дейтерия. Дейтерий является своеобразным химическим паспортом для всех молекул воды, сформировавшихся внутри Солнечной системы. Дело в том, что склонность разных атомов вступать в реакции часто зависит от их массы — чем она меньше, тем охотнее они соединяются с другими веществами. При этом, чем выше температура в той точке, где происходят химические взаимодействия, тем ярче проявляются эти различия в активности тяжелых и легких изотопов.
Эта особенность превращает многие химические соединения, в том числе и воду, в своеобразный паспорт, позволяющий практически с абсолютной точностью вычислять то место, где они возникли в первые мгновения жизни Солнечной системы. Поэтому доля дейтерия в воде должна плавно расти по мере удаления от Солнца — чем дальше от светила, тем ниже температура в протопланетном диске и тем больше шансов было у дейтерия вступить в реакцию с кислородом и другими элементами.
Первые же попытки «прочитать» этот химический паспорт показали, что не все так просто. К примеру, в водах Земли и Марса, сформировавшихся в теплой части Солнечной системы, содержится аномально много дейтерия. Это говорит о том, что водные запасы этих планет были доставлены на их поверхность кометами из так называемого «семейства Юпитера», к числу которых относится и цель «Розетты», или астероидами-хондритами, сформировавшимися на дальних подступах нашей планетной семьи.
Оказалось, что доля дейтерия в водах кометы была выше этого параметра не только для земных вод (в 3 раза), но и для запасов воды на ее предполагаемых родственниках из пояса Койпера и даже для комет из облака Оорта. Более того, по словам Альтвегг, комета Чурюмова-Герасименко стала абсолютным рекордсменом в этой области на сегодняшний день. «Это открытие, по всей видимости, исключает возможность того, что кометы из семейства Юпитера и прочие жители пояса Койпера могли быть основными поставщиками воды для океанов Земли. Кроме того, оно добавляет аргументов в пользу теорий о том, что
запасы жидкости на нашей планете могли появиться благодаря астероидам, а не кометам. Если говорить конкретно о комете Чурюмова-Герасименко, то мы можем с уверенностью говорить о том, что она сформировалась при крайне низких температурах и что она содержит в себе первичную материю Солнечной системы. Это реальное сокровище, которое нам расскажет, как выглядел мир 4,5 миллиарда лет назад», — продолжает швейцарский планетолог.
Как добавил Тейлор, «[мы] знали, что данные, которые "Розетта" получит непосредственно у кометы Чурюмова-Герасименко, обязательно удивят нас и поменяют картину того, как формировалась Солнечная система, и это невероятное открытие действительно подбрасывает новые дрова в костер споров об истоках воды в земных океанах».
По его словам, «Розетта» будет продолжать наблюдения за водными запасами на протяжении всего следующего года, когда комета Чурюмова-Герасименко будет сближаться с Солнцем. Эти наблюдения, как надеется ведущий ученый проекта, помогут нам улучшить наши представления об эволюции Солнечной системы. Тейлор добавил, что научной команде «Розетты» пока не удалось найти место посадки модуля «Фила», однако инженеры и ученые продолжают изучать снимки поверхности кометы. Если им удастся найти модуль, то тогда инженеры ЕКА смогут начать думать о том, можно ли пробудить «Филу», когда это стоит сделать, и насколько высоки шансы на успех в подобном предприятии.
Подробнее
http://rusplt.ru/world/kometadissident-14825.html
Подробнее
http://rusplt.ru/world/kometadissident-14825.html