Не только в результате ударов астероидов, но и комет на нашу планету могло попасть большое количество воды. На это указывают новые измерения космической обсерватории Гершель, которые сейчас оценили ученые.
Используя 103P/Hartley 2, исследователи первыми обнаружили комету, в воде которой такое же соотношение тяжелого и нормального водорода, как и на Земле. Около года назад Hartley 2 приблизился к Земле всего на 18 миллионов километров вокруг Солнца, что сделало возможными чувствительные наблюдения.
Вода как иммигранты
Как ни парадоксально, но вода - иммигрант на голубой планете. Потому что в первые дни Солнечной системы земля была еще настолько горячей, что все летучие вещества испарялись. Только внешние области за пределами орбиты Марса оставались богатыми водой. Оттуда он, как говорят, вернулся на Землю около 3,9 миллиарда лет назад - в основном «на борту» астероидов, как ранее подозревали исследователи.
«Современные теории пришли к выводу, что менее 10 процентов воды на Земле поступает из комет», - говорит Пол Хартог из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка в Катленбург-Линдау, который руководил новым исследованием. «Наши наблюдения впервые показывают, что кометы могли играть гораздо более важную роль», - добавляет его коллега Мириам Ренгель.
Поиск космического водоноса
Важнейшей подсказкой в поисках космического носителя воды является дейтерий - тяжелый водород, в ядре атома которого на один нейтрон больше, чем в обычном водороде. В земной воде отношение дейтерия к водороду составляет примерно 1:6400. «Тела, принесшие воду на землю, должны иметь одинаковое соотношение двух изотопов», - говорит Мигель де Валь-Борро, также член Института Линдау.
До сих пор это в основном имело место для малых планет, происходящих с внешнего края пояса астероидов, очень близко к орбите Юпитера. Напротив, шесть комет, для которых до сих пор были возможны утверждения об отношении дейтерия к водороду, вероятно, намного богаче дейтерием. Все эти кометы возникают вблизи больших газовых планет Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
Космические Бродяги
Hartley 2, с другой стороны, отличается. Ученые считают, что его космический дом находится в поясе Койпера, регионе на внешнем краю Солнечной системы. На своем эллиптическом пути вокруг Солнца в октябре и ноябре прошлого года комета прошла ближе к Земле, чем когда-либо с момента ее открытия.
Инструменты космического телескопа «Гершель» в это время также были нацелены на космического бродягу. Внимательно наблюдая за его комой - оболочкой из газа и пыли, которая окружает кометы по мере их приближения к Солнцу и выделения из замороженных компонентов - исследователи надеялись определить отношение дейтерия к водороду..
Характеристическое излучение
«Молекулы воды в коме излучают характерное инфракрасное излучение, - объясняет Хартог. Это также относится к более тяжелой разновидности воды: молекулам воды, в которых атом водорода заменен атомом дейтерия.«Отношение дейтерия к водороду можно определить по этому характеристическому излучению», - говорит Хартог.
Поскольку более тяжелая вода встречается очень редко, интенсивность ее излучения чрезвычайно слаба. Для своих наблюдений исследователи использовали HIFI (гетеродинный прибор для дальнего инфракрасного излучения), самый чувствительный из когда-либо созданных детекторов водяного пара. С помощью этого бортового прибора Herschel, совместно разработанного Институтом исследования солнечной системы им. Макса Планка, ученые обнаружили удивительно хорошее отношение сигнал/шум.
«Наши измерения показали, что в воде из Хартли-2 на каждый атом дейтерия приходится около 6200 нормальных атомов водорода», - резюмирует Хартог. Это соотношение очень близко подходит к земному значению. «Такие кометы, как Hartley 2, должны рассматриваться как поставщики воды, как и астероиды».
Много открытых вопросов
Но новые результаты вызывают и другие вопросы. На самом деле ученые думали, что расстояние от места образования тела до Солнца во многом определяет соотношение дейтерия и водорода в его воде. Чем дальше это место происхождения от нашей центральной звезды, тем больше дейтерия должно содержать тело.
Hartley 2, который, вероятно, возник за пределами орбиты Нептуна в поясе Койпера, теперь, кажется, выпадает из этого шаблона. «Либо комета образовалась ближе к Солнцу, чем мы думали», - говорит Хартог. «Или надо пересмотреть нынешние представления о распространении дейтерия».