Водяной пар впервые обнаружен в поясе астероидов Солнечной системы




Фото из открытых источников
В Солнечной системе достаточно воды. Несколько лун и планет загружены им, а кометы из дальних пределов заполнены этим веществом. Там, где он нагревается от солнечного тепла, он сублимируется в газ, дрейфующий в космическом вакууме. Результаты были опубликованы в журнале Nature.
 
В то время как водяной лед был обнаружен в Главном поясе астероидов, его пары до сих пор странным образом отсутствовали. Благодаря космическому телескопу Джеймса Уэбба мы знаем, что в поясе астероидов есть вода.
 
Вода выбрасывается одной из редких комет в Главном поясе, объектом, известным как комета 238P/Read, что свидетельствует о том, что там сохранилась вода со времен формирования Солнечной системы. Ученые думали, что условия могут быть слишком близкими к Солнцу, чтобы осталось много льда.
 
Открытие также подтверждает, что объекты пояса астероидов могли помочь доставить воду на Землю, когда Солнечная система была еще молода, и что кометы Главного пояса имеют достаточно льда для дегазации, которая происходит, когда этот лед сублимируется под солнечным теплом. Раньше от комет Главного пояса обнаруживали только пыль, а не выделение пара.
 
«С момента открытия комет главного пояса мы собрали значительное количество доказательств того, что их активность вызвана сублимацией, но до сих пор все это было косвенным», — говорит планетолог Генри Хси из Института планетарных наук в США. «Этот новый результат JWST представляет собой первое прямое свидетельство сублимации в виде выделения воды — или выделения любого рода — из кометы главного пояса после исследований, проведенных в 2008 году для обнаружения выделения газа в кометах главного пояса с использованием некоторых из самые большие наземные телескопы в мире».
 
Неудивительно, что большинство объектов в поясе астероидов являются астероидами, и это относительно инертные куски породы, которые просто болтаются в космосе. Кометы, напротив, определяются своей активностью, на которую также в значительной степени влияет их ледяной и пыльный состав.
 
Обычно они вращаются вокруг Солнца по большим эллиптическим орбитам, которые уносят их из внешней части Солнечной системы. Лед внутри них сублимируется, когда они приближаются к Солнцу (так называемый перигелий), создавая пыльную, загазованную атмосферу и длинные хвосты, уходящие от Солнца.
 
В Главном поясе мы обнаружили не так много комет, но, поскольку они находятся так близко к Солнцу, ученые не были уверены, достаточно ли у них замороженного материала, чтобы вызвать сублимацию, наблюдаемую у комет, прилетающих на Землю. с больших расстояний.
 
Хотя орбита кометы Рида полностью находится в пределах пояса астероидов, это все еще относительно широкая полоса Солнечной системы для движения, и у объекта все еще есть перигелий. Во время этой части своей орбиты команда под руководством астронома Майкла Келли из Университета Мэриленда использовала JWST, чтобы внимательно изучить его на наличие признаков выделения газа.
 
Используя спектрограф ближнего инфракрасного диапазона телескопа, исследователи зафиксировали и проанализировали спектр света от нечеткой дымки, которая появлялась вокруг кометы во время перигелия. Конечно же, пики в спектре свидетельствовали не только о выделении газа, но и о выделении воды.
 
«В прошлом мы видели объекты в главном поясе со всеми характеристиками комет, но только с этими точными спектральными данными JWST мы можем сказать да, это определенно водяной лед, который создает такой эффект», — объясняет Келли. «Благодаря наблюдениям JWST за кометой Рида мы теперь можем продемонстрировать, что водяной лед из ранней Солнечной системы может сохраняться в поясе астероидов».
 
Как ни странно, чего-то не хватало. В резком и загадочном контрасте с другими кометами в Солнечной системе, в которых углекислый газ обычно составляет от 10 до 20 процентов их летучих веществ, исследователи не смогли обнаружить никакого углекислого газа, исходящего от кометы Рида.
 
У этой композиционной аномалии есть два возможных объяснения, учитывая, что лед из углекислого газа возгоняется легче, чем водяной лед. Одно из объяснений состоит в том, что комета действительно содержала углекислый газ, но потеряла его полностью, сохранив некоторое количество водяного льда. Другая заключается в том, что место в Солнечной системе, где образовалась комета Рида, было слишком теплым для углекислого газа, поэтому его просто не было изначально.
 
Дальнейшая работа может потребоваться для изучения вероятности этих возможностей. Но ответы, полученные с помощью Comet Read, также дали астрономам пищу для размышлений.
 
«Вода в кометах главного пояса важна, потому что объекты из главного пояса астероидов были предложены в качестве потенциального источника земной воды в ранней Солнечной системе, где современные кометы человеческого пояса, по-видимому, дают возможность проверить эту гипотезу», - говорит Хси. «Однако это работает только в том случае, если они действительно содержат водяной лед. Подтверждение выделения воды по крайней мере в одной комете главного пояса подтверждает, что изучение происхождения воды на Земле из комет главного пояса является реальной возможностью».