Космический аппарат ЕКА Rosetta обнаружил, что водяной пар от кометы-мишени значительно отличается от того, что находится на Земле. Открытие разжигает споры о происхождении океанов нашей планеты.
Измерения проводились в течение месяца после прибытия КА к комете 67P/Чурюмова-Герасименко 6 августа. Это один из самых ожидаемых ранних результатов миссии, потому что вопрос о происхождении воды на Земле до сих пор остается открытым.
Одна из основных гипотез формирования Земли состоит в том, что она была настолько горячей, когда формировалась 4,6 миллиарда лет назад, что любое первоначальное содержание воды должно было испариться. Но сегодня две трети поверхности покрыты водой, так откуда же она взялась?
В этом сценарии он должен был быть доставлен после того, как наша планета остыла, скорее всего, из-за столкновений с кометами и астероидами. Однако относительный вклад каждого класса объектов в водоснабжение нашей планеты все еще обсуждается.
Ключ к определению происхождения воды заключается в ее «аромате», в данном случае в соотношении дейтерия - формы водорода с дополнительным нейтроном - к нормальному водороду.
Эта пропорция является важным индикатором формирования и ранней эволюции Солнечной системы, а теоретическое моделирование показывает, что она должна меняться с расстоянием от Солнца и со временем в течение первых нескольких миллионов лет.
Одна из ключевых целей состоит в том, чтобы сравнить значения для различных типов объектов с значениями, измеренными для океанов Земли, чтобы определить, какой вклад каждый тип объектов может внести в воду Земли.
Кометы, в частности, являются уникальными инструментами для исследования ранней Солнечной системы: они содержат материал, оставшийся от протопланетного диска, из которого сформировались планеты, и, следовательно, должны отражать первоначальный состав мест их происхождения.
Но благодаря динамике ранней Солнечной системы это не простой процесс. Долгопериодические кометы, происходящие из далекого облака Оорта, первоначально образовались в области Уран-Нептун, достаточно далеко от Солнца, чтобы водяной лед мог выжить.
Позднее они были разбросаны по дальним уголкам Солнечной системы в результате гравитационного взаимодействия с газовыми планетами-гигантами, когда они оседали на своих орбитах.
Наоборот, считалось, что кометы семейства Юпитера, такие как комета Розетты, сформировались дальше, в поясе Койпера за Нептуном. Иногда эти тела отрываются от этого места и отправляются во внутреннюю часть Солнечной системы, где их орбиты контролируются гравитационным влиянием Юпитера.
Действительно, комета Розетты сейчас движется вокруг Солнца между орбитами Земли и Марса в ближайшей точке и сразу за Юпитером в самой дальней точке с периодом около 6,5 лет.
Предыдущие измерения отношения дейтерия к водороду (D/H) в других кометах показали широкий диапазон значений. Из 11 комет, для которых были проведены измерения, только у кометы семейства Юпитера 103P/Хартли 2 было обнаружено, что состав воды соответствует составу земной воды, согласно наблюдениям, проведенным миссией ЕКА Herschel в 2011 году.
Напротив, метеориты, первоначально происходящие от астероидов в поясе астероидов, также соответствуют составу земной воды. Таким образом, несмотря на то, что астероиды имеют гораздо меньшее общее содержание воды, удары большого их количества все равно могли привести к образованию земных океанов.
Именно на этом фоне важны расследования Розетты. Интересно, что отношение D/H, измеренное орбитальным спектрометром Rosetta для анализа ионов и нейтралов, или ROSINA, более чем в три раза больше, чем для земных океанов и для ее компаньона семейства Юпитера, кометы Хартли 2. На самом деле, оно даже выше. чем измерено для любой кометы облака Оорта.
«Это удивительное открытие может указывать на различное происхождение комет семейства Юпитера - возможно, они сформировались на более широком диапазоне расстояний в молодой Солнечной системе, чем мы думали ранее», - говорит Катрин Альтвегг, главный исследователь ROSINA и ведущий автор статьи сообщает о результатах в журнале Science на этой неделе.
"Наши результаты также исключают идею о том, что кометы семейства Юпитера содержат исключительно воду, подобную земному океану, и добавляют вес моделям, в которых больше внимания уделяется астероидам как основному механизму доставки земных океанов".
"Мы знали, что анализ этой кометы на месте, проведенный Розеттой, всегда будет преподносить сюрпризы для более широкой картины науки о Солнечной системе, и это выдающееся наблюдение, безусловно, подливает масла в огонь споров о происхождении воды на Земле", - говорит Мэтт Тейлор, ученый проекта Rosetta ЕКА.
Поскольку Розетта продолжит следить за кометой на ее орбите вокруг Солнца в течение следующего года, мы будем внимательно следить за тем, как она развивается и ведет себя, что даст нам уникальное представление о таинственном мире комет. и их вклад в наше понимание эволюции Солнечной системы».