Исследователи обнаружили признаки существования древнего резервуара воды на окраине Солнечной системы, химический состав которой существенно отличается от земной. Доказательства были найдены в микроскопических частицах космической пыли, попавших в стратосферу Земли из пояса Койпера.
Работа была проведена группой ученых под руководством Линдси Келлер из Космического центра Джонсона NASA. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Космическая пыль из глубин космоса
Поскольку отправка зонда в пояс Койпера (находящийся примерно в 30 астрономических единиц от Солнца) крайне дорога и сложна, ученые использовали естественный способ доставки образцов. Ежегодно на Землю выпадает около 5200 тонн космической пыли. С помощью высотных самолетов NASA в стратосфере были собраны образцы, в которых обнаружили 12 зерен размером от 10 до 30 микрометров.
Чтобы подтвердить происхождение частиц, исследователи изучили «шрамы» от солнечной радиации. Энергичные частицы Солнца смещают атомы в кристаллической решетке минералов, оставляя характерные следы. Плотность таких треков в найденных зернах оказалась в 100 раз выше, чем у пыли из пояса астероидов или комет семейства Юпитера, что указывает на их долгий путь из далеких окраин системы.
Секрет «тяжелой» воды
Анализ состава показал, что частицы очень богаты углеродом (в четыре раза больше, чем в некоторых углистых метеоритах) и содержат глинистые минералы, такие как сапонит и серпентин. Наличие таких гидратированных минералов доказывает, что в родительских телах, из которых выделилась пыль, когда-то существовала жидкая вода. Она могла появиться за счет радиоактивного распада или тепла от столкновений объектов в поясе Койпера.
Главным открытием стал изотопный состав кислорода. Ученые обнаружили необычно высокую концентрацию тяжелых изотопов (кислорода-17 и кислорода-18). Эта «химическая подпись» отличается от состава воды в углистых метеоритах, что говорит о существовании отдельного, изолированного резервуара первобытной воды.
Роль Сатурна
По мнению исследователей, причиной такой изоляции могли стать гигантские планеты. Согласно моделям ранней Солнечной системы, Сатурн мог создать своего рода «барьер» в диске газа и пыли вокруг молодого Солнца, который замедлил или полностью остановил перемещение материала из внешних областей во внутренние. Таким образом, Сатурн и ледяные гиганты помогли сохранить первозданный состав воды на окраине системы, защитив её от смешивания с веществами, находившимися ближе к Солнцу.
