На краю Сонячної системи знайшли сліди води віком 4,5 мільярда років
Науковці виявили в космічному пилу сліди води, яка могла існувати ще на початку формування Сонячної системи близько 4,5 мільярда років тому. Аналіз лише 12 мікроскопічних зерен показав, що за орбітами планет-гігантів міг зберегтися величезний резервуар води з незвичайним хімічним складом.
Про це пише ScienceAlert.
Незвичайне відкриття зробила команда дослідників під керівництвом планетолога Ліндсі Келлера з Космічного центру імені Джонсона NASA. Учені дослідили 12 крихітних частинок космічного пилу, які зібрали у стратосфері за допомогою висотних літаків NASA.
Розмір кожного зерна становив лише від 10 до 30 мікрометрів. Однак їхня будова та хімічний склад дозволили отримати інформацію про процеси, що відбувалися у віддалених частинах Сонячної системи мільярди років тому.
Дослідники припускають, що частинки могли потрапити на Землю з поясу Койпера. Це величезна область за орбітою Нептуна, яка починається приблизно за 30 астрономічних одиниць від Сонця.
Одна астрономічна одиниця дорівнює середній відстані між Землею та Сонцем. Через таку віддаленість досліджувати пояс Койпера безпосередньо надзвичайно складно: космічним апаратам потрібні роки, щоб дістатися туди.
Проте речовина з віддалених областей Сонячної системи іноді сама досягає Землі. За оцінками вчених, щороку на нашу планету осідає приблизно 5200 метричних тонн космічного пилу.
Щоб визначити походження знайдених частинок, науковці дослідили сліди впливу сонячного випромінювання. У відкритому космосі заряджені частинки Сонця пошкоджують кристалічну структуру пилу, залишаючи мікроскопічні сліди.
Що довше порошинка перебуває в міжпланетному просторі, то більше таких пошкоджень накопичується. Це дозволяє приблизно оцінити тривалість її подорожі до Землі.
У досліджених зернах щільність слідів виявилася приблизно у 100 разів більшою, ніж очікували б для пилу з поясу астероїдів або комет родини Юпітера. Такий результат свідчить про можливе походження частинок із набагато віддаленіших районів.
Додатковою підказкою став їхній хімічний склад. Зерна містили надзвичайно багато вуглецю — приблизно вчетверо більше, ніж деякі вуглецеві метеорити.
Найцікавіше відкриття чекало на дослідників під час вивчення мінералів. У багатьох частинках виявили сапоніт, серпентин та інші мінерали, які утворюються внаслідок хімічної взаємодії порід із водою.
Це означає, що всередині небесних тіл, від яких відокремилися порошинки, колись могла існувати рідка вода. Хоча нині пояс Койпера є надзвичайно холодною областю, в далекому минулому окремі крижані об’єкти могли тимчасово нагріватися.
Джерелом тепла міг бути радіоактивний розпад речовин усередині небесних тіл або енергія зіткнень. За певних умов цього вистачало, щоб лід розтанув, а вода вступила в реакцію з мінералами.
Самої давньої води в зернах уже немає, проте її хімічний слід зберігся в породах. Особливу увагу науковці приділили ізотопам кисню, які відрізняються кількістю нейтронів в атомних ядрах.
Найпоширенішим є кисень-16, але існують також важчі стабільні ізотопи — кисень-17 та кисень-18. Їхнє співвідношення допомагає визначати умови, за яких утворювалася речовина.
У космічному пилу вчені виявили незвичайно високу частку важких ізотопів кисню. Відтворивши хімічні процеси утворення мінералів, вони змогли оцінити склад води, яка колись взаємодіяла з цими породами.
Результати показали, що ця вода мала бути надзвичайно збагаченою важкими ізотопами кисню. Її склад суттєво відрізнявся від води, сліди якої знаходять у вуглецевих метеоритах із внутрішніх областей Сонячної системи.
За припущенням дослідників, за орбітами газових планет-гігантів міг існувати окремий резервуар первісної води. Протягом тривалого часу він залишався значною мірою ізольованим від речовини, яка переміщувалася ближче до Сонця.
Одну з головних ролей у цьому процесі міг відіграти Сатурн. Згідно з моделями ранньої Сонячної системи, планета могла створити область підвищеного тиску в газопиловому диску навколо молодого Сонця.
Такий бар’єр сповільнював або навіть зупиняв переміщення частинок у внутрішні області системи. Разом з іншими планетами-гігантами Сатурн міг допомогти зберегти речовину з особливим ізотопним складом.
Існування окремого резервуара первісної води науковці припускали й раніше. Проте знайти його сліди було складно, оскільки більшість доступних для дослідження метеоритів походить з областей, де перемішування речовини та хімічні процеси значною мірою змінили початковий ізотопний склад.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
13 листопада 2026
