Десь далеко за орбітою Сатурна, можливо, навіть у поясі Койпера, мають зберігатися великі запаси води. Такий висновок зробили науковці, дослідивши частинки космічного пилу і криги з комет.
Вода у Сонячній системі?
Де в Сонячній системі зосереджено найбільше води? І наскільки її склад відрізняється від земного? Саме на ці питання спробували відповісти дослідники, результати роботи яких опубліковані в журналі Science Advances. Як розповідає сайт phys.org, зробити це їм допомогли лише 12 мікроскопічних частинок космічного пилу.
Вода — це два атоми водню й один атом кисню. Проте і те, й інше буває різних видів. Зазвичай, згадують важкі ізотопи водню — дейтерій та тритій. Однак і кисень, крім легкого різновиду із 8 протонами й 8 нейтронами, має ще два важкі. Протонів у них теж по 8, а ось нейтронів 9 і 10 відповідно. Усі ці ізотопи разом і утворюють суміш, яку ми знаємо як воду.
Ми звикли думати, що більша частина води в Сонячній системі зосереджена на Землі. Однак зразки криги з комет давно натякали, що десь на околицях системи має існувати резервуар рідини, яка залишилася там з часів її формування і тому відрізняється ізотопним складом. А потім ще експеримент Genesis 2011 року показав, що на Сонці легкого кисню значно більше, ніж на Землі.
Що показали дослідження
Отже, науковці вирішили проаналізувати тверді частинки, які, як вони думають, прилетіли до нас із поясу Койпера. Саме там має бути більше води з важким ізотопом кисню. Спектроскопічний аналіз знайшов в них сліди високоенергетичних частинок, які доводять, що вони утворилися десь далеко від Сонця.
Де саме, науковці насправді не дуже впевнені, вони кажуть, що принаймні далі, ніж Сатурн, але наскільки — питання відкрите. Та й самі частинки — це не вода, а різні мінерали. Однак вони містять сліди гідратації й нагадують за станом глини.
Виявлені в пилу гідратовані глинисті мінерали свідчать про те, що всередині батьківських тіл, з яких походять ці частинки, відбувалися реакції між «важкою» водою та гірськими породами за низьких температур. Хоча безпосередньо виміряти воду не вдалося, розрахунки показали, що початкове співвідношення ізотопів кисню-18 та кисню-16 у цій воді було приблизно на 15 % вищим, ніж у земній океанічній воді. Дослідники зазначають, що це оцінка верхньої межі, отримана на основі моделювання.
Автори дослідження пишуть: «Ми припускаємо, що аморфні силікатні зерна з нанофазними включеннями залізо-нікелевих сплавів (FeNi) та сульфідів були основними попередниками глинистих мінералів у гідратованих частинках міжпланетного пилу (IDP). Цю гіпотезу підтверджують як спостереження за мінеральним складом IDP та антарктичних мікрометеоритів — які демонструють мінералогію, проміжну між безводними та повністю гідратованими об’єктами, — так і експерименти з гідратацією безводних IDP, що показали високу реакційну здатність аморфних силікатів і їхню легку гідратацію за низьких температур».
За словами дослідників, в часи, коли Сонячна система тільки формувалася, цей резервуар первинної води не зазнав значного перемішування з тією, яка перебувала ближче до Сонця. Інше питання, де саме зосереджена ця вода: у поясі Койпера чи всередині Урана й Нептуна.
