Hvordan fik jorden sit vand? Forskere kigger nu på 'hyperaktive' kometer efter spor

Ny forskning giver indsigt i, hvor meget af Jorden

Ny forskning giver indsigt i, hvor meget af Jordens vand, der kom fra for længst kometer. (Billedkredit: NASA / SOFIA / L. Cook / L. Proudfit)





Friske observationer af Comet 46P/Wirtanen, som svunget af jorden i december 2018 , tyder på, at mere af Jordens vand kom fra kometer, end tidligere undersøgelser foreslog.

Hvordan Jorden fik sine oceaner er et aktivt debatfelt. Mens kometer er iskolde kroppe, der indeholder vand, viste tidligere undersøgelser, at forholdet mellem elementer i mange komets is er anderledes end grundstoffer i terrestrisk vand. Men i mangel af kometleverancer er det svært at sige, hvor Jordens vand kom fra.

'Ifølge standardteorien menes jorden at have dannet sig ved sammenstød mellem små himmellegemer kendt som planetesimals,' sagde embedsmænd fra det franske rumagentur CNRS, der deltog i forskningen, sagde i en erklæring . 'Da sådanne kroppe var fattige i vand, skal Jordens vand være blevet leveret enten af ​​et større planetesimal eller af et brusebad af mindre genstande som asteroider eller kometer.'



Relaterede: Living on a Comet: 'Dirty Snowball' Facts Explained (Infographic)

Forskere bruger en metrik kaldet isotopforhold for at lære, hvilken slags vand der ligger i forskellige rumgenstande, især forholdet mellem deuterium (en tungere form for brint) og brint. Hidtil har undersøgelser af kometer vist, at dette 'D/H -forhold' (som forskere kalder det) for kometer var tre gange større end havvand på Jorden. Dette indebærer, at kometer, der styrter ned i Jorden, kun leverede 10% af vores planets vand.

Men denne nye undersøgelse, baseret på observationer af Comet 46P/Wirtanen i december 2018, viser, at familien af ​​kometer, den tilhører, kendt som 'hyperaktive kometer' har vand med et lignende D/H -forhold som vand på Jorden. Men forskningen bliver endnu mere spændende, når man tager i betragtning, hvordan kometer mister is, når disse frigide kroppe kommer tættere på solen.



De fleste kometer stammer fra et område af solsystemet kendt som Oort Cloud , et område med iskolde objekter ud over Neptuns bane. Indimellem flytter en tyngdekraftsforstyrrelse - måske en stjerne, der går forbi i nogen afstand - et af disse legemer tættere på solen. Når kometen nærmer sig solen, sublimerer kometisen eller passerer direkte fra en frossen form til en gas. Ofte producerer denne sublimering en stor hale, der strækker sig i tusinder af miles eller kilometer.

Forskere undersøgte Comet 46P/Wirtanen for at se, hvad der skete, da den kom tæt på Jorden (og solen) i december 2018. De brugte SOFIA luftbårne observatorium , der transporteres ombord på et Boeing -fly, der flyver over meget af Jordens atmosfære - hvilket giver et bedre overblik over rumgenstande.

Som en 'hyperaktiv' komet frigiver 46P mere vand end det, der er tilgængeligt på overfladen af ​​komets kerne. Det skyldes, at 46P har mange isrige partikler i atmosfæren, der tidligere er frigivet fra kernen, iflg en erklæring fra SOFIA . Disse partikler smelter, når kometen trækker tættere på solen, ligesom komets overflade gør.



Den nye undersøgelse gav mere indsigt i, hvorfor hyperaktive kometer har isotopforhold, der ligner jordvand. Specifikt opdagede forskerne en sammenhæng mellem kometens D/H -forhold og dets aktive fraktion - det vil sige den brøkdel af kernetjenesten, der er nødvendig for at levere vandet i komets atmosfære. Forskere fandt ud af, at jo mere hyperaktiv en komet er, desto mere ligner dens D/H-forhold jordens vand-så kometer, der producerer mere vanddamp fra isrige atmosfæriske partikler end fra deres kerne, har vand mere som Jordens.

Mange kometer er imidlertid ikke hyperaktive og har ikke is i deres atmosfære til rådighed til at smelte; i stedet kommer al is set i deres atmosfære direkte fra overfladen. D/H -forholdet i overfladeisen på disse andre kometer afspejler dog muligvis ikke det, der smelter i atmosfæren - noget ved is, der sublimerer fra overfladen, kan favorisere bestemte isotoper, hvilket skæver forholdet, ifølge SOFIA -erklæringen.

'Hvis denne hypotese er korrekt, kan vandet i alle kometkerner faktisk meget lig terrestrisk vand og genåbne debatten om oprindelsen af ​​Jordens oceaner,' tilføjede forskergruppen i CNRS -erklæringen.

En undersøgelse baseret på forskningen var udgivet 26. marts i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics. Forskningen blev ledet af Dariusz (Darek) Lis, en videnskabsmand ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, der også er tilknyttet Paris Observatory.

  • Rosetta rumfartøjs komet vandopdagelse: hvad det betyder for jorden
  • Eksponeret vandis på kometen afslører spor om dens udvikling
  • Hvordan blev jorden dannet?