Екатерина Шульман
о новой роли
российского парламента

Rosetta облила холодной водой

Данные с зонда Rosetta говорят о некометном происхождении воды на Земле

Павел Котляр 11.12.2014, 00:30
Снимок кометы Чурюмова-Герасименко ESA
Снимок кометы Чурюмова-Герасименко

Первые научные данные с зонда Rosetta озадачили астрономов — вода с кометы оказалась гораздо «тяжелее» земной воды. Это добавит масла в огонь споров о происхождении океанов на нашей планете.

Спустя месяц после того, как в мире улеглись страсти по поводу высадки аппарата на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко, специалисты опубликовали первую научную статью, основанную на полученных с зонда Rosetta данных. И важность этих результатов сложно переоценить, ведь речь идет о происхождении ни много ни мало, а воды на Земле. Ответ на этот вопрос наряду с другими фундаментальными вопросами был среди основных целей миссии Rosetta.

Согласно одной из господствующих теорий, на ранних этапах формирования Земля была настолько горяча, что на ней просто не могло сохраниться какое-либо количество изначально имевшейся воды.

По этой гипотезе вода, которая сегодня занимает две трети поверхности нашей планеты, была привнесена на уже остывшую Землю кометами и астероидами.

Единственный способ пролить свет на происхождение земной воды — сравнивать ее с водой на других телах Солнечной системы. И здесь как нельзя кстати оказываются методы ядерной физики, благодаря которым мы знаем,

что литр земной воды и килограмм расплавленного марсианского льда могут быть различимы не только химически.

Дело в том, что отличительной особенностью любой воды является не только наличие в ней примесей, но и ее изотопный состав. В состав молекулы H2O может входить не только обычный водород (H), но и его «тяжелый» изотоп дейтерий (D).
К примеру, на Земле в 10 тыс. молекул воды присутствуют лишь три, включающие атомы тяжелого дейтерия. Сравнивая отношение дейтерия к водороду в воде, ученые могут судить о происхождении воды на тех или иных телах Солнечной системы. Именно поэтому изучение изотопного состава воды — одна из главных задач многих космических миссий по изучению комет, планет и астероидов.

Кометы в этих поисках стоят особняком — считается, что именно они представляют собой осколки того первородного вещества, из которого формировалась Солнечная система 4,6 млрд лет назад, и потому искать схожий с земным изотопный состав надо именно на них.

Считается, что комета Чурюмова-Герасименко, как и большинство комет семейства Юпитера, была сформирована в Поясе Койпера — кольце ледяных глыб за орбитой Нептуна. Из-за гравитационных возмущений эти кометы были вытолкнуты во внутренние области Солнечной системы, и их орбиты стали определяться воздействием массивного Юпитера.

За все предыдущие годы ученым удалось измерить изотопный состав воды 11 комет.

И лишь у одной из них, кометы 103P/Hartley 2 семейства Юпитера, при помощи космического телескопа был определен изотопный состав воды, схожий с земным. В отличие от комет, вода метеоритов, попавших на землю из Главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера, схожа по изотопному составу с земной, поэтому ученые не торопятся скидывать со счетов и гипотезу о метеоритном происхождении земной воды. И потому ученые так ждали результатов с установленного на аппарате Rosetta спектрометра ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), который определяет состав атмосферы кометы.

Анализ проб воды, испаряющейся с поверхности кометы, показал,

что отношение D/H на ней более чем в три раза выше, чем у земной воды или у той же кометы 103P/Hartley 2. Кроме того, оно даже выше измеренного отношения D/H для всех изученных комет, прилетевших из еще более дальнего «далека» — облака Оорта, являющегося огромным хранилищем древних ледяных глыб на самых окраинах Солнечной системы.

«Наше открытие исключает версию о том, что кометы семейства Юпитера содержат только похожую на земную воду, и добавляет веса моделям, предполагающим участие астероидов в занесении воды на Землю», — считает Кэтрин Альтвегг, научный руководитель команды ROSINA, автор работы, опубликованной в Science.

По ее словам, результат указывает на различное происхождение комет семейства Юпитера, которое происходило на разном удалении от Солнца.

«Мы знали, что анализ этой кометы будет преподносить сюрпризы с точки зрения изучения Солнечной системы, и это выдающееся открытие определенно подольет огонь в дебаты о происхождении воды на Земле», — считает ставший известным на весь мир Мэтт Тейлор, руководитель посадки зонда «Филы» на поверхность кометы.