У новом раду објављеном данас у часопису Astronomija prirode, тим истраживача из Велике Британије, Аустралије и Америке описује како нова анализа древног астероида сугерише да су ванземаљска зрна прашине носила воду на Земљу док се планета формирала.
Воду у зрну су произвели свемирске временске прилике, процес којим су наелектрисане честице са Сунца познате као соларни ветар промениле хемијски састав зрна да би произвеле молекуле воде.
Ово откриће могло би да одговори на дуготрајно питање где је Земља необично богата водом добила океане који покривају 70 одсто њене површине - далеко више од било које друге стеновите планете у нашем Сунчевом систему. То би такође могло помоћи будућим свемирским мисијама да пронађу изворе воде на световима без ваздуха.
Планетарни научници деценијама се збуњују око извора Земљиних океана. Једна теорија сугерише да би један тип свемирског камена који носи воду познат као астероиди типа Ц могао донети воде до планете у завршној фази свог формирања пре 4.6 милијарди година.
Да би тестирали ту теорију, научници су претходно анализирали изотопски 'отисак прста' комада астероида Ц-типа који су пали на Земљу као карбонски хондритни метеорити богати водом. Ако би однос водоника и деутеријума у води метеорита одговарао оном у копненој води, научници би могли закључити да су метеорити типа Ц вероватни извор.
Резултати нису били тако јасни. Док су отисци прстију неких метеорита богатих водом деутеријума/водоника заиста одговарали Земљиној води, многи нису. У просеку, течни отисци прстију ових метеорита нису се поклапали са водом која се налази у Земљином омотачу и океанима. Уместо тога, Земља има другачији, мало лакши изотопски отисак прста.
Другим речима, док је део Земљине воде морао да потиче од метеорита типа Ц, Земља која се формира мора да је примила воду из још најмање једног извора изотопске светлости који потиче негде другде у Сунчевом систему.
Тим који је предводио Универзитет у Глазгову користио је најсавременији аналитички процес који се зове томографија атомске сонде да би испитао узорке из различите врсте свемирских стена познатих као астероид типа С, који орбитирају ближе Сунцу од Ц-типова. Узорци које су анализирали потичу са астероида званог Итокава, које је сакупила јапанска свемирска сонда Хајабуса и вратила на Земљу 2010. године.
Томографија атомске сонде омогућила је тиму да измери атомску структуру зрна један по атом и открије појединачне молекуле воде. Њихови налази показују да је значајна количина воде произведена непосредно испод површине зрна величине прашине из Итокаве свемирским временским условима.
Рани соларни систем је био веома прашњаво место, пружајући велике могућности за производњу воде испод површине честица прашине из свемира. Ова прашина богата водом, сугеришу истраживачи, би падала на рану Земљу заједно са астероидима типа Ц као део испоруке Земљиних океана.
Др Лук Дејли, са Школе за географске науке и науке о Земљи на Универзитету у Глазгову, је главни аутор рада. Др Дали је рекао: „Сунчеви ветрови су токови углавном водоникових и хелијумових јона који константно теку са Сунца у свемир. Када ти јони водоника ударе у површину без ваздуха попут астероида или честица прашине у свемиру, они продиру неколико десетина нанометара испод површине, где могу утицати на хемијски састав стене. Временом, ефекат водоникових јона може да избаци довољно атома кисеоника из материјала у стени да би се створио Х2О – вода – заробљена унутар минерала на астероиду.
„Кључно је да је ова вода из соларног ветра произведена у раном соларном систему изотопски лагана. То снажно сугерише да би ситнозрнаста прашина, коју је ударио соларни ветар и увучена у Земљу која се формирала пре милијарди година, могла бити извор несталог резервоара воде на планети.
Проф. Пхил Бланд, угледни професор Џона Кертина на Школи за Земљу и планетарне науке на Универзитету Цуртин и коаутор рада, рекао је „Атомска сондна томографија нам омогућава да погледамо невероватно детаљан поглед унутар првих 50 нанометара површине зрна прашине на Итокави, која кружи око Сунца у циклусима од 18 месеци. То нам је омогућило да видимо да овај фрагмент обода из свемира садржи довољно воде да би, ако бисмо га повећали, износио око 20 литара по сваком кубном метру стене.
Коаутор проф. Мишел Томпсон са Одељења за Земљине, атмосферске и планетарне науке на Универзитету Пурду је додала: „То је врста мерења која једноставно не би била могућа без ове изузетне технологије. То нам даје изванредан увид у то како би ситне честице прашине које лебде у свемиру могле да нам помогну да уравнотежимо књиге о изотопском саставу воде на Земљи и да нам дају нове трагове који ће помоћи у решавању мистерије њеног порекла.
Истраживачи су се веома потрудили да осигурају да резултати њиховог тестирања буду тачни, предузимајући додатне експерименте са другим изворима како би потврдили своје резултате.
Др Дали је додао: „Систем томографије са атомском сондом на Универзитету Цуртин је светске класе, али никада није био навикнут за анализу водоника коју смо овде спроводили. Желели смо да будемо сигурни да су резултати које смо видели тачни. Представио сам наше прелиминарне резултате на конференцији о лунарној и планетарној науци 2018. и питао да ли би нам било који од присутних колега помогао да потврдимо наше налазе са сопственим узорцима. На наше задовољство, колеге из НАСА Џонсоновог свемирског центра и Хавајског универзитета на универзитетима Маноа, Пурдуе, Вирџинија и Северна Аризона, националним лабораторијама Ајдаха и Сандије понудиле су помоћ. Дали су нам узорке сличних минерала озрачених хелијумом и деутеријумом уместо водоником, а из резултата атомске сонде тих материјала брзо је постало јасно да је оно што смо видели у Итокави ванземаљског порекла.
„Колеге које су понудиле своју подршку овом истраживању заиста представљају тим из снова за свемирске временске услове, тако да смо веома узбуђени доказима које смо прикупили. То би могло отворити врата много бољем разумевању како је изгледао рани Сунчев систем и како су настали Земља и њени океани.
Професор Џон Бредли, са Универзитета Хаваји у Манои, Хонолулу, коаутор рада, додао је: Још пре деценију, идеја да је зрачење сунчевог ветра релевантно за порекло воде у Сунчевом систему , много мање релевантан за Земљине океане, био би дочекан са скептицизмом. Тако што је први пут показао да се производи вода ин-ситу на површини астероида, наша студија се заснива на гомилању доказа да интеракција соларног ветра са зрнцима прашине богатим кисеоником заиста производи воду.
„Пошто је прашина која је била у изобиљу широм соларне маглине пре почетка планетезималне акреције неизбежно била озрачена, вода произведена овим механизмом је директно релевантна за порекло воде у планетарним системима и вероватно за изотопски састав Земљиних океана.
Њихове процене о томе колико воде може бити садржано у површинама изложеним космичким временским приликама такође сугеришу начин на који би будући истраживачи свемира могли да производе залихе воде чак и на наизглед сушним планетама.
Коаутор професор Хопе Ишии са Хавајског универзитета у Манои рекла је: „Један од проблема будућег истраживања људског свемира је како ће астронаути пронаћи довољно воде да их одржавају у животу и извршавају своје задатке, а да је не носе са собом на свом путовању .
„Сматрамо да је разумно претпоставити да ће се исти процес космичке атмосфере који је створио воду на Итокави у једном или другом степену десити на многим световима без ваздуха као што су Месец или астероид Веста. То би могло значити да би свемирски истраживачи могли да прераде свеже залихе воде директно из прашине на површини планете. Узбудљиво је мислити да би процеси који су формирали планете могли помоћи да се подржи људски живот док излазимо изван Земље.”
Др Дали је додао: „НАСА-ин пројекат Артемис има за циљ успостављање сталне базе на Месецу. Ако површина Месеца има сличан резервоар воде који потиче од соларног ветра које је ово истраживање открило на Итокави, то би представљало огроман и вредан ресурс који би помогао у постизању тог циља.
Рад тима под насловом „Допринос соларног ветра Земљиним океанима“ објављен је у Природна астрономија.
Истраживачи са Универзитета у Глазгову, Универзитета Цуртин, Универзитета у Сиднеју, Универзитета у Оксфорду, Универзитета Хаваја у Манои, Природњачког музеја, Националне лабораторије Идха, Лоцкхеед Мартина, Националне лабораторије Сандиа, НАСА Џонсон свемирског центра, Универзитет у Вирџинији, Универзитет Северне Аризоне и Универзитет Пурдуе дали су допринос раду.
