Данные #Rosetta показывают значительные различия между кометной водой и земной

Космический аппарат Rosetta Европейского космического агентства сумел отыскать водяные пары на комете Чурюмова-Герасименко, которые по составу значительно отличаются от тех, что можно найти на Земле.

Измерения производились в течение месяца после посадки аппарата на комету 67P/Чурюмова-Герасименко. И это уже один из первых долгожданных результатов всей миссии, поскольку происхождение воды на Земле остается загадкой.

Одна из ведущих гипотез о формировании Земли гласит, что 4,6 млрд. лет назад было так жарко, что любая первичная вода должна была выкипеть. Однако на сегодняшний день две трети поверхности покрыто водой. Так откуда же она взялась?

По этому сценарию, вода должна была быть привнесена в результате столкновения с кометами и астероидами после того, как наша планета остыла. Дискуссионным остается вопрос относительно вклада каждого класса объектов в гидросферу Земли.

Ключевым в определении происхождения воды является её особенность в количестве дейтерия (изотопа водорода с дополнительным нейтроном) к водороду. Это т.н. "тяжелая вода".

Процент содержания тяжелой воды является важным индикатором формирования и ранней эволюции Солнечной системы, так как результаты теоретического моделирования показали, что он должен изменяться в зависимости от расстояния от Солнца и от времени формирования в первые несколько миллионов лет.

Целью миссии Rosetta является сопоставление значений различных видов измерений с земными для того, чтобы определить какие объекты и в каком количестве внесли вклад в создание гидросферы Земли.

Кометы — это уникальный инструмент для изучения ранней Солнечной системы - они на себе несут материю, оставшуюся от протопланетного диска из которого и формировались планеты, и, следовательно, должны содержать изначальный состав своего места образования.

Но благодаря динамике ранней Солнечной системы это не простой процесс. Долгопериодиченые кометы, что прилетают из далёкого облака Оорта, первоначально могли быть сформированы в районе Урана-Нептуна, что достаточно далеко от Солнца, чтобы водяной лёд мог сохраниться.

Позднее они были разбросаны на далёких внешних пределах Солнечной системы в результате взаимодействия с газовыми гигантами, на чьих орбитах они и поселились.

С другой стороны, полагали, что семейство комет Юпитера как и комета Чурюмова-Герасименко сформировались дальше, в Поясе Койпера за орбитой Нептуна. Иногда эти объекты срывались со своих мест и устремлялись к внутренней Солнечной системе, где их орбиты попадали под гравитационное влияние Юпитера.

Действительно, комета Чурюмова-Герасименко теперь путешествует вокруг Солнца между орбитами Земли и Марса, вблизи и за пределами Юпитера с периодом около 6,5 лет. Но более полувека назад она была еще долгопериодичной, что повышает ценность данных с нее.

Предыдущие измерения соотношения дейтерия к водороду (D/H) показали широкий разброс значений. Из 11 исследованных на это соотношение комет только на одной комете семейства Юпитера 103P/Хартли обнаружили сходство с земным составом воды в ходе наблюдений космического телескопа Herschel в 2011 году.

В отличие от этого, метеориты, прилетающие из Пояса Астероидов, имели соответствие составу земной воды. Таким образом, несмотря на тот факт, что астероиды содержат гораздо меньшее содержание воды, воздействие их большого количества могло повлиять на создание гидросферы Земли.

Именно на этом фоне исследования аппарата Rosetta важны. Интересно, что соотношение дейтерия к водороду в измерениях спектрометра Rosetta для ионного и неионизированного анализа более чем в три раза больше, чем в земных океанах и кометах семейства Юпитера. Действительно, это даже выше, чем измерения комет облака Оорта.

"Это удивительное открытие может свидетельствовать о различии в происхождении комет семейства Юпитера. Возможно, что они сформировались в более широком диапазоне расстояний в молодой Солнечной системе", - прокомментировала измерения Катрин Алтвег (Kathrin Altwegg), ведущий специалист по работе со спектрометром Rosetta. "Наше открытие исключает идею, что кометы семейства Юпитера содержат воду идентичную земной, а с другой стороны, добавляет веса моделям, которые уделяют больше внимания астероидам как основных поставщиков воды на Землю".

Мэт Тейлор (Matt Taylor), ученый из проекта Rosetta поделился своими мыслями: "Это выдающееся наблюдение добавляет масла в огонь в дискуссии о происхождении воды на Земле. Rosetta продолжит следить за кометой в течение следующего года, а мы будем внимательно следить за тем, как она ведет себя, что даст возможность заглянуть в таинственный мир комет и оценить их вклад в понимание эволюции Солнечной системы".