Водяну пару вперше виявлено у поясі астероїдів Сонячної системи
У Сонячній системі є чимала кількість води. Кілька супутників і планет завантажені ним, тоді як комети з далеких куточків запаковані цим матеріалом. Там, де він нагрівається під впливом сонячного тепла, він сублімується в газ, який дрейфує у космічний вакуум.
Хоча водяний лід був виявлений у Головному поясі астероїдів, його пари дивним чином відсутні досі. Завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба ми знаємо, що в поясі астероїдів є вода .
Вода викидається однією з рідкісних комет у Головному поясі, об’єктом, відомим як комета 238P/Read, показуючи, що там збереглася вода часів формування Сонячної системи. Вчені вважали, що умови можуть бути занадто близькими до Сонця, щоб залишилося багато льоду.
Відкриття також підтверджує, що об’єкти поясу астероїдів могли сприяти доставці води на Землю, коли Сонячна система була ще молодою, і що комети Головного поясу мають достатньо льоду для виділення газів, що виникає, коли цей лід сублімується під впливом тепла Сонця. Раніше від комет Головного поясу було виявлено лише пил, а не випаровування.
«З моменту відкриття комет головного поясу ми зібрали значну кількість доказів того, що їхня активність зумовлена сублімацією, але дотепер усе це було непрямим», — каже планетолог Генрі Хсі з Інституту планетарних наук у США . .
«Цей новий результат JWST є першим прямим доказом сублімації у формі виділення води – або будь-якого виду – з комети головного поясу після досліджень 2008 року, спрямованих на виявлення виділення газів у кометах головного поясу за допомогою деяких з найбільших наземних телескопів у світі».
Більшість об’єктів у поясі астероїдів, як не дивно, є астероїдами, і це відносно інертні шматки каміння, які просто висять у космосі. Комети, навпаки, визначаються своєю активністю, на яку також значною мірою впливає їх крижаний, пиловий склад.
Зазвичай вони обертаються навколо Сонця на великих еліптичних орбітах, які несуть їх із зовнішньої частини Сонячної системи. Лід всередині них сублімується, коли вони наближаються до Сонця (так званий перигелій), утворюючи запилену загазовану атмосферу та довгі хвости, що струмують від Сонця.
У Головному поясі ми виявили небагато комет, але оскільки вони розташовані так близько до Сонця, умовно кажучи, вчені не були впевнені, що у них достатньо замороженого матеріалу, щоб створити сублімацію, яку спостерігають комети, які приходять з більших відстаней.
Хоча орбіта комети Ріда повністю знаходиться в межах поясу астероїдів, це все ще відносно широка смуга Сонячної системи для переміщення, і об’єкт все ще має перигелій. Під час цієї частини орбіти команда під керівництвом астронома Майкла Келлі з Університету Меріленда використовувала JWST, щоб уважно вивчити його на ознаки виділення газів.
Використовуючи спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону телескопа, дослідники зафіксували та проаналізували спектр світла від нечіткого туману, який з’явився навколо комети під час перигелію. Звичайно, піки в спектрі виявили не просто виділення газів, а виділення газів води.
«У минулому ми бачили об’єкти в головному поясі з усіма характеристиками комет, але лише з цими точними спектральними даними JWST ми можемо сказати «так», це точно водяний лід, який створює цей ефект», — пояснює Келлі .
«Завдяки спостереженням JWST за кометою Рід ми тепер можемо продемонструвати, що водяний лід з ранньої Сонячної системи може зберігатися в поясі астероїдів».
Як не дивно, чогось не вистачало. На відміну від інших комет Сонячної системи, в яких вуглекислий газ зазвичай утворює приблизно 10-20 відсотків летючих речовин, дослідники не змогли виявити вуглекислий газ, що виділяється від комети Рід.
Ця аномалія складу має два потенційних пояснення, враховуючи, що вуглекислий газ сублімує легше, ніж водяний лід. Одне з пояснень полягає в тому, що комета мала вуглекислий газ, але втратила його весь, зберігши трохи водяного льоду. Інша полягає в тому, що місце в Сонячній системі, де утворилася комета Рід, було занадто теплим для вуглекислого газу, тому його просто ніколи не було.
Можливо, знадобиться подальша робота, щоб дослідити ймовірність цих можливостей. Але відповіді, надані кометою Рід, також дали астрономам багато для роздумів.
«Вода в кометах головного поясу важлива, тому що об’єкти з головного поясу астероїдів були запропоновані як потенційне джерело земної води в ранній Сонячній системі, де сучасні комети поясу людини, здається, дають можливість перевірити цю гіпотезу. “, – каже Хсі .
«Однак це працює лише в тому випадку, якщо вони дійсно містять водяний лід. Підтвердження виділення води принаймні в одній кометі головного поясу підтверджує, що дізнатися про походження земної води від комет головного поясу є реальною можливістю. “
