Инфракрасный космический телескоп «Гершель» обнаружил на комете воду, состав которой почти идентичен составу земных океанов. Это открытие заставляет ученых вновь вернуться к старой идее, что моря и океаны нашей планеты могли быть когда-то гигантскими айсбергами, плавающими в пространстве.

Проблема происхождения воды на Земле горячо обсуждается далеко не первый год. Исходное положение дискуссии таково: наша планета формировалась при столь высоких температурах, что любая первичная вода должна была испариться и улетучиться в космическое пространство. Однако сегодня две трети поверхности земного шара покрыто водой. Так откуда она взялась?

Кометы, кажется, предлагают достаточно простое и естественное объяснение самим своим существованием. Являясь по сути гигантскими айсбергами, они довольно хаотично блуждают в межпланетном пространстве, натыкаясь время от времени на планеты. За примерами далеко ходить не надо: все помнят как ярко столкнулась с Юпитером комета Шумейкера-Леви 9. Во время формирования Солнечной системы число комет было гораздо большим и потому столкновения должны были происходить во много раз чаще.

Однако до сих пор астрономам не удавалось найти аргументов в пользу гипотезы кометного происхождения земной воды. Для этого ученые измеряли количество дейтерия в воде комет. В отличие от ядра обычного водорода, состоящего из протона, ядро атома дейтерия состоит из протона и нейтрона. Поэтому этот изотоп часто называют тяжелым водородом.

Весь водород и дейтерий во Вселенной образовались почти сразу после Большого взрыва, около 13,7 миллиардов лет назад. С тех пор установилось фиксированное количественное соотношение между этими двумя видами атома водорода. Тем не менее соотношение, наблюдаемое в молекулах воды, может меняться от места к месту в зависимости от конкретных условий окружающей среды.

Таким образом, сравнивая относительное количество дейтерия и водорода в океанах Земли с их относительной распространенностью в воде внеземных тел, астрономы могут надеяться выявить место происхождения нашей воды.

Все кометы, изучавшиеся ранее, показали уровень дейтерия примерно в два раза выше, чем в океанах Земли. Если подобные кометы сталкивались с Землей в прошлом, они занесли на нее не больше нескольких процентов от общего количества воды. Астрономы даже начали склоняться к мысли, что за нашу воду могли быть ответственны метеориты, даже содержание в них воды очевидным образом меньше, нежели в кометах.

И вот теперь, после того как «Гершель» с помощью инструмента HIFI изучил состав воды кометы Хартли 2, стало ясно, что по крайней мере эта комета имеет воду, схожую с водой океанов.

комета хартли 2

Орбита кометы Хартли 2 в сравнении с орбитами пяти внутренних планет Солнечной Системы. 20 октября 2011 года комета пройдет на минимальном расстоянии от Земли, в 19,45 миллионах километров. Близость кометы позволила астрономам детально изучить ее с помощью телескопа «Гершель». Справа на врезке показано изображение кометы и информация о содержании дейтерия в воде кометы, полученная с помощью инструментов PACS и HIFI телескопа «Гершель». Источник: ESA/AOES Medialab; Herschel/HssO Consortium

Почему вода кометы Хартли 2 отличается от воды других комет? Ключом к разгадке может стать происхождение Хартли 2. Комета по всей видимости образовалась далеко за орбитой Плутона, в холодных областях Солнечной системы, известных как пояс Койпера. Другие кометы, изучавшиеся астрономами до сих пор, сформировались гораздо ближе — в районе Юпитера и Сатурна. Затем они были выброшены на окраины Солнечной Системы гравитацией этих планет-гигантов и вернулись гораздо позже.

Конечно, открытие, совершенное с помощью телескопа «Гершель», не является достаточным доказательством, но необходимым — точно! Теперь снова активизируются споры и исследования в попытке доказать или опровергнуть «кометную» гипотезу происхождения земных океанов. Статья ученых с результатами наблюдений опубликована в журнале Nature.

спектрометр HIFI

Спектрометр HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared), с помощью которого изучалась вода кометы Хартли 2. Источник: ESA / C. Carreau

По материалам ESA.