Czy woda na Ziemi jest starsza od Słońca?Jak wiemy, woda była kluczowym elementem pozwalającym na rozwinięcie się życia na Ziemi. Jest równie ważna dla możliwości występowania życia na innych planetach. Odnalezienie pierwotnego źródła naszej wody jest więc kluczem do zrozumienia, jak powstały sprzyjające życiu środowiska i jak możliwe jest odnalezienie ich gdzie indziej. Nowa praca naukowców wraz z Carnegie odkrywa przed nami fakt, że mnóstwo wody Układu Słonecznego pochodzi prawdopodobnie z lodu uformowanego w przestrzeni międzygwiazdowej.
W naszym Układzie Słonecznym jest więcej wody niż się nam wydaje. Występuje nie tylko na Ziemi, ale też na lodowych kometach i księżycach, na zacienionych basenach na Merkurym. Została znaleziona też w próbkach mineralnych z meteorytów, Księżyca i Marsa.
Komety i planetoidy, będąc prymitywnymi ciałami, są jak naturalne wehikuły czasu, dostarczające informacji o warunkach w Układzie Słonecznym w jego najwcześniejszych latach. Obecna na nich zamarznięta woda może powiedzieć nam o lodzie otaczającym Słońce zaraz po jego narodzinach. Pochodzenie tego lodu jest zagadką dotychczas nie rozwiązaną. W „młodości” Słońce było otoczone dyskiem protoplanetarnym, tzw. mgławicą słoneczną, z której narodziły się planety. Niejasne dla naukowców jest, czy lód w tej mgławicy pochodził z międzygwiazdowej chmury molekularnej, z której powstało Słońce, czy też woda ta została w jakiś sposób zniszczona i powstała znowu, w wyniku reakcji chemicznych mających miejsce w mgławicy słonecznej.
Dlaczego to jest takie ważne? Jeżeli woda we wczesnych latach Układu Słonecznego pochodziła w większości z „dziedzictwa lodowego” przestrzeni międzygwiazdowej, wtedy prawdopodobne jest, że bliźniacze lody wraz z materią organiczną, którą zawierają, są obfite w większą część lub całość protoplanetarnych dysków formujących się wówczas gwiazd. Ale jeżeli nasza woda pochodzi w większości z reakcji chemicznych mających miejsce podczas narodzin Słońca, wtedy możliwe jest, że obfitość w wodę zmienia się znacznie w formujących się systemach planetarnych.
Badając historię lodów Układu Słonecznego naukowcy z Uniwersytetu Michigan pod przewodnictwem L. Ilsedore’a Cleeves’a skupili się na wodorze i jego ciężkim izotopie – deuterze. Izotopy to atomy tego samego pierwiastka o tej samej liczbie atomowej, ale innej liczbie masowej. Różnica w masach izotopów powoduje drobne różności w ich zachowaniu podczas reakcji chemicznych. W rezultacie – stosunek wodoru do deuteru może powiedzieć nam o warunkach, w których te cząsteczki powstały. Np. międzygwiazdowy lód ma wysoki stosunek deuteru do wodoru, bo powstawał w bardzo niskich temperaturach. Do tej pory nie było wiadomo, jak dużo tego deuteru zostało usuniętego przez procesy chemiczne podczas narodzin Słońca albo jak dużo bogatego w deuter lodu nowonarodzony Układ Słoneczny mógł sam wyprodukować.
Aby się tego dowiedzieć, badacze stworzyli symulację dysku protoplanetarnego, w którym cały deuter z lodu międzygwiazdowego został wyeliminowany dzięki procesom chemicznym i został wyprodukowany od podstaw w okresie milionów lat. Zrobili to by sprawdzić, czy Układ Słoneczny może osiągnąć taki stosunek deuteru do wodoru, jaki został znaleziony w próbkach z meteorytów, lub jaki jest w ziemskiej wodzie w oceanach lub jaki jest kometach. Odkryli, że nie. To pozwoliło im stwierdzić, że co najmniej trochę wody w Układzie Słonecznym ma swoje pierwotne źródło w przestrzeni międzygwiazdowej i jest starsze od Słońca.
„Nasze odkrycia pokazują, że znacząca część wody Układu Słonecznego, która jest najbardziej podstawowym składnikiem pozwalającym na życie, jest starsza od Słońca, co wskazuje, że bogate w związki organiczne kawałki lodu powinny prawdopodobnie znaleźć się we wszystkich młodych systemach planetarnych” – mówi Conel Alexander.
Artykuł napisała Aleksandra Sztabkowska.
Dodała: Redakcja AstroNETu
Źródło: Carnegie Institution
Ilustracja przedstawia wodę na przestrzeni dziejów, od narodzin Słońca do utworzenia się planet.
Dodała: Redakcja AstroNETu - 2014-10-26 14:19:27+01
Źródło: Carnegie Institution
http://www.astrokrak.pl
