Группа ученых обнаружила доказательства существования в отдаленных областях Солнечной системы резервуара воды, обогащенной тяжелыми изотопами кислорода. Вывод был сделан на основе анализа микроскопических частиц космической пыли, попавших в атмосферу Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Пояс Койпера, расположенный за орбитой Нептуна, состоит преимущественно из замерзшего метана, аммиака и воды в смеси с пылью и камнями. В отличие от объектов, находящихся ближе к Солнцу, ледяные тела этого региона сохранили первоначальный состав. Ранее ученые предполагали, что в этой области может находиться примордиальный запас «тяжелой воды», но прямых доказательств этому не хватало.
Анализ космической пыли
Исследователи под руководством Линдси П. Келлера из NASA изучили 12 частиц пыли, собранных самолетом агентства в стратосфере Земли. С помощью электронной микроскопии и химического анализа команда обнаружила в частицах следы воздействия солнечных энергичных частиц. Высокая плотность этих «шрамов» указывает на то, что пыль прибыла именно из пояса Койпера.
В составе частиц были найдены гидратированные глинистые минералы. Это свидетельствует о том, что внутри родительских тел происходили химические реакции между горными породами и тяжелой водой при низких температурах. Хотя измерить воду напрямую не удалось, расчеты показали, что соотношение изотопов кислорода-18 к кислороду-16 в этом резервуаре примерно на 15% выше, чем в океанской воде Земли.
Изоляция внешних регионов
Данные анализа также указывают на то, что вещество из внешних областей Солнечной системы почти не смешивалось с материалами внутренних регионов. Различия в химическом составе частиц подтверждают гипотезу о разделении этих зон.
По мнению авторов работы, барьером могла выступить планета Сатурн, а также Уран и Нептун. Согласно гидродинамическим симуляциям, в первые несколько миллионов лет существования Солнечной системы за орбитой Сатурна возник «скачок давления», который замедлил или полностью остановил дрейф частиц из внешних областей во внутренние.
