En familie af kometer genåbner debatten om oprindelsen af ​​jordens vand

Hvor kom jordens vand fra? Selvom kometer, med deres iskolde kerner, virker som ideelle kandidater, analyser har indtil videre vist, at deres vand adskiller sig fra vores have. Nu, imidlertid, et internationalt hold, samler CNRS-forskere ved Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres (Paris Observatory - PSL/CNRS/ Sorbonne University/University of Cergy-Pontoise) og Laboratory of Space Studies and Instrumentation in Astrophysics (Paris Observatory - PSL/ CNRS/Sorbonne University/University of Paris), har fundet ud af, at en familie af kometer, de hyperaktive kometer, indeholder vand svarende til terrestrisk vand. Studiet, offentliggjort i tidsskriftet Astronomi og astrofysik den 20. maj, 2019, er især baseret på målinger af kometen 46P/Wirtanen udført af SOFIA, NASAs Stratosfæriske Observatorium for Infrarød Astronomi.

Ifølge standardteorien, Jorden menes at være dannet ved kollisionen af ​​små himmellegemer kendt som planetesimals. Da sådanne legemer var fattige på vand, Jordens vand skal være blevet leveret enten af ​​en større planetesimal eller af en byge af mindre objekter såsom asteroider eller kometer.

For at spore kilden til terrestrisk vand, forskere studerer isotopforhold1, og især forholdet i vand mellem deuterium og brint, kendt som D/H-forholdet (deuterium er en tungere form for brint). Når en komet nærmer sig solen, dens is sublimerer, danner en atmosfære af vanddamp, der kan fjernanalyseres. Imidlertid, D/H-forholdet for kometer målt indtil nu har generelt været dobbelt til tre gange større end havvand, hvilket indebærer, at kometer kun leverede omkring 10% af Jordens vand.

Da kometen 46P/Wirtanen nærmede sig Jorden i december 2018, blev den analyseret ved hjælp af SOFIAs luftbårne observatorium, båret ombord på et Boeing-fly. Dette var den tredje komet, der viste sig at udvise det samme D/H-forhold som terrestrisk vand. Ligesom de to tidligere kometer, det tilhører kategorien af ​​hyperaktive kometer, som, når de nærmer sig solen, frigiver mere vand end overfladearealet af deres kerne burde tillade. Overskuddet produceres af isrige partikler, der er til stede i deres atmosfære.

fascineret, forskerne bestemte den aktive fraktion (dvs. den del af kernens overfladeareal, der kræves for at producere mængden af ​​vand til stede i deres atmosfære) af alle kometer med et kendt D/H-forhold. De fandt, at der var en omvendt korrelation mellem den aktive fraktion og D/H-forholdet af vanddampen:jo mere en komet tenderer mod hyperaktivitet (dvs. en aktiv fraktion over 1), jo mere dens D/H-forhold falder og nærmer sig Jordens.

Hyperaktive kometer, hvis vanddamp delvist stammer fra iskolde korn, der udstødes i deres atmosfære, har således et D/H-forhold svarende til det for terrestriske vand, i modsætning til kometer, hvis gashalo kun produceres af overfladeis. Forskerne foreslår, at D/H-forholdet målt i sidstnævntes atmosfære ikke nødvendigvis er indikativt for isen, der er til stede i deres kerne. Hvis denne hypotese er korrekt, vandet i alle kometkerner kan faktisk minde meget om terrestrisk vand, genåbning af debatten om oprindelsen af ​​Jordens oceaner.