Czy stąd ziemia czerpie wodę? James Webb z NASA wykrywa H2O wokół tajemniczej komety

Wiadomo, że Ziemia jest wyjątkowa wśród planet skalistych w naszym Układzie Słonecznym ze względu na rozległe oceany ciekłej wody na jej powierzchni.

To, jak dokładnie cała ta woda dostała się na Ziemię, jest tajemnicą, chociaż naukowcy niedawno wykluczyli stopione meteoryty jako źródło.

Teraz dane z Teleskopu Jamesa Webba NASA ujawniają po raz pierwszy, że para wodna jest obecna wokół komety w głównym pasie naszego Układu Słonecznego – skalistym pierścieniu między orbitami Marsa i Jowisza.

Kometa, zwana 238P/Read, otoczona jest chmurą pary wodnej, zwaną „komą”, spowodowaną topnieniem lodu, gdy zbliża się ona do Słońca po swojej orbicie.

Obecność wody w komecie tak blisko Ziemi jest bezprecedensowa i potwierdza teorię, że woda została przyniesiona na Ziemię przez komety na początku historii naszej planety.

238P/Read znajduje się w pasie asteroid – pierścieniowym regionie Układu Słonecznego, położonym pomiędzy orbitami Jowisza i Marsa. Jest to niezwykłe, ponieważ większość orbit znajduje się w Pasie Kuipera, a nawet w odległym Obłoku Oorta

Odkrycie zostało szczegółowo opisane w nowym badaniu przeprowadzonym przez NASA i naukowców z University of Maryland, opublikowanym w czasopiśmie Natura.

Badanie po raz pierwszy potwierdza obecność pary wodnej wokół komety w głównym pasie – i sugeruje, że lód wodny musi być obecny we wnętrzu 238P/Read, które paruje podczas lotu w przestrzeni.

„Nasz świat pełen wody, pełen życia i wyjątkowy we wszechświecie, o ile wiemy, jest czymś w rodzaju tajemnicy – ​​nie jesteśmy pewni, jak cała ta woda się tu dostała” – powiedziała główna autorka Stephanie Milam z Goddard Space Flight NASA Centrum. .

Zrozumienie historii dystrybucji wody w Układzie Słonecznym pomoże nam zrozumieć inne układy planetarne oraz to, czy są one na dobrej drodze do przyjęcia planety podobnej do Ziemi.

Komety składają się z lodu, pyłu i materiałów skalistych i różnią się od asteroid, które składają się z minerałów i materiałów skalistych.

Gdy kometa zbliża się do Słońca, zawarty w niej lód i pył zaczynają parować (tzw.

Tymczasem asteroidy nie, ze względu na brak lodu.

Naukowcy przeanalizowali dane z instrumentu internetowego NIRSpec (Near Infrared Spectroscopy), który może mierzyć widmo bliskiej podczerwieni ponad 100 obiektów jednocześnie.

Wyniki z 238P/Read pokazały „wyraźny pik” w obszarze widma związanym z wodą, co wskazuje na jej obecność wokół komety.

Ten wykres przedstawia nowe obserwacje 238P/Read wykonane przez Jamesa Webba oraz obserwacje komety z rodziny Jowisza, 103P/Hartley 2, wykonane przez misję NASA Deep Impact w 2010 roku. Obie pokazują wyraźne piki w obszarze widma związanego z wodą. To pierwszy raz, kiedy gaz został potwierdzony w komecie z pasa głównego. Jednak w przeciwieństwie do 103P/Hartley 2, kometa 238P/Reading nie wykazała wypukłości wskazującej na obecność dwutlenku węgla.

To zdjęcie komety 238P/Read zostało zrobione przez instrument NIRCam (Near Infrared Camera) na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba NASA 8 września 2022 r. Pokazuje rozmyte halo zwane śpiączką i warkoczem, które charakteryzują komety, ale nie asteroidy.

Chociaż obserwacje „wyraźnie pokazują”, że kometa głównego pasa ma śpiączkę pary wodnej, nie zawiera ona dwutlenku węgla (CO2), mówi zespół.

Jest to niezwykłe odkrycie, ponieważ normalnie dwutlenek węgla stanowi jedną dziesiątą substancji lotnych w komecie, która z łatwością odparowałaby pod wpływem ciepła słonecznego.

Możliwym wyjaśnieniem tego jest to, że kometa zawierała dwutlenek węgla, kiedy się formowała, ale została utracona w wysokich temperaturach lub że powstała w ciepłej kieszeni Układu Słonecznego, gdzie dwutlenek węgla nie był dostępny.

Komety pochodzą głównie z dwóch regionów – Pasa Kuipera i Obłoku Oorta, które rozciągają się znacznie poza główny pas – poza orbitę Neptuna.

Pas Kuipera znajduje się w odległości od 30 jednostek astronomicznych (AU) do około 50 jednostek astronomicznych od Słońca, podczas gdy Obłok Oorta znajduje się znacznie dalej — między 2000 a 100 000 jednostek astronomicznych.

Jedna AU — jednostka długości równa średniej odległości między Ziemią a Słońcem — to 93 miliony mil, więc są to dość duże odległości.

W pewnym momencie gwiazda przechodząca blisko Układu Słonecznego mogła zakłócić komety w Obłoku Oorta, wysyłając je do Układu Słonecznego.

Komety pasa głównego to dość nowa klasyfikacja, ponieważ pierwszą kometę pasa głównego odkryto w 1996 roku.

Wcześniej wiedziano, że komety istnieją tylko w Pasie Kuipera i Obłoku Oorta, ale fakt, że komety sięgają dalej od Układu Słonecznego w kierunku Ziemi, potwierdza wszelkie oparte na kometach teorie wyjaśniające, dlaczego istnieją nasze oceany.

Naukowcy od dawna spekulowali, że lód wodny może być zachowany w cieplejszym pasie asteroid, w obrębie orbity Jowisza, ale ostateczny dowód był nieuchwytny – aż do Webba.

„W przeszłości widzieliśmy obiekty w głównym pasie, które miały wszystkie cechy komet” – powiedział główny autor badania, Michael Kelly z University of Maryland.

„Ale tylko dzięki tym dokładnym danym widmowym z Webba możemy powiedzieć, że tak, to zdecydowanie lód wodny tworzy ten efekt”.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (na zdjęciu w kosmosie) widzi wszechświat w świetle niewidocznym dla ludzkiego oka

Teorie od dawna sugerowały, że woda została dostarczona na Ziemię spoza Układu Słonecznego znacznie później w jej historii, prawdopodobnie za pośrednictwem komet.

Ostatnie badania wskazują, że wodór wewnątrz Ziemi odegrał rolę w powstawaniu oceanów.

Te dwie teorie nie wykluczają się wzajemnie, jednak ich połączenie mogłoby wyjaśnić, dlaczego duża część powierzchni Ziemi – 71 proc. – to woda.

„Ziemia powstała 4,6 miliarda lat temu, a jej powierzchnia była zbyt gorąca, zbyt gorąca jak na wodnisty ocean” – powiedział autor badania Michael SP Kelly z University of Maryland w MailOnline.

Oceany powstały po ochłodzeniu powierzchni iw ciągu kilkuset milionów lat.

Wielkim pytaniem dla nauk planetarnych było, skąd wzięła się ta woda? Czy było to spowodowane wewnętrzną i wulkaniczną aktywnością Ziemi, czy też zostało wyniesione na powierzchnię przez uderzenia komet i asteroid?

Jako astronom zajmuję się pomiarami zawartości wody w kometach i asteroidach, jakie istnieją obecnie, 4,6 miliarda lat po utworzeniu naszego Układu Słonecznego.

Następnie możemy cofnąć się, aby oszacować, ile te małe obiekty mogą przesłać na Ziemię.