Copyright Spacecraft: ESA/ATG medialab; Comet: ESA/Rosetta/NavCam; Data: Altwegg et al. 2014 and references therein
Οι πρώτες μετρήσεις της αναλογίας του νερού του κομήτη
Το διαστημόπλοιο Rosetta της ESA βρήκε πως οι υδρατμοί από τον κομήτη στόχο της είναι σημαντικά διαφορετικοί από αυτούς που υπάρχουν στη Γη. Η ανακάλυψη αυτή πυροδοτεί εκ νέου τη συζήτηση σχετικά με την προέλευση των ωκεανών του πλανήτη μας.
Οι μετρήσεις έγιναν το μήνα μετά από την άφιξη του διαστημικού σκάφους στον κομήτη 67P / Churyumov–Gerasimenko στις 6 Αυγούστου. Είναι ένα από τα πιο αναμενόμενα πρώτα αποτελέσματα της αποστολής καθότι η προέλευση του νερού της Γης παραμένει ακόμη ένα ανοικτό ζήτημα.
Copyright ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0
Ο κομήτης στις 20 Νοέμβρη - NavCam
Μία από τις επικρατέστερες υποθέσεις για το σχηματισμό της Γης είναι ότι ήταν τόσο ζεστή όταν σχηματίστηκε πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια που οποιαδήποτε αρχική περιεκτικότητα σε νερό θα είχε εξατμιστεί. Όμως, σήμερα, τα δύο τρίτα της επιφάνειας της Γης καλύπτονται από νερό, οπότε από που προήρθε;
Σε αυτό το σενάριο, το νερό θα πρέπει να είχε παραδοθεί αφότου ο πλανήτης μας είχε κρυώσει, πιθανότατα από συγκρούσεις με κομήτες και αστεροειδείς. Η σχετική συμβολή από κάθε κατηγορία αντικειμένου που παρείχε νερό στον πλανήτη μας είναι, ωστόσο, ακόμη υπό συζήτηση.
Το κλειδί για τον προσδιορισμό του από που προέρχεται το νερό είναι στη «γεύση» του, στην περίπτωση αυτή η αναλογία του δευτερίου - μια μορφή υδρογόνου με ένα επιπλέον νετρόνιο - από ότι ένα κανονικό υδρογόνο.
Αυτή η αναλογία είναι ένας σημαντικός δείκτης του σχηματισμού και της αρχικής εξέλιξης του Ηλιακού Συστήματος, με θεωρητικές προσομοιώσεις να δείχνουν ότι πρέπει να αλλάζει ανάλογα με την απόσταση από τον Ήλιο και με το χρόνο κατά τα πρώτα μερικά εκατομμύρια χρόνια.
Ένας βασικός στόχος είναι να συγκριθεί η τιμή για τα διάφορα είδη των αντικειμένων με αυτή που μετρήθηκε για τους ωκεανούς της Γης, προκειμένου να διαπιστωθεί κατά πόσο το κάθε είδος του αντικειμένου μπορεί να συνέβαλε στο νερό της Γης.
Ιδίως οι κομήτες αποτελούν μοναδικά εργαλεία για τη διερεύνηση του πρόωρου Ηλιακού Συστήματος: φιλοξενούν υλικό που έχει απομείνει από τον πρωτοπλανητικό δίσκο εκ του οποίου σχηματίστηκαν οι πλανήτες, και ως εκ τούτου θα πρέπει να αντικατοπτρίζουν την πρωταρχική σύνθεση των τόπων προέλευσής τους.
Copyright ESA
Ζώνη του Κάιπερ και το Νέφος του Όορτ
Όμως, χάρη στη δυναμική του πρώιμου Ηλιακού Συστήματος, αυτό δεν είναι μια απλή διαδικασία. Οι κομήτες μακράς περιόδου, που κατάγονται από το μακρινό Νέφος του Oort αρχικά σχηματίστηκαν στην περιοχή του Ουρανού-Ποσειδώνα, αρκετά μακριά από τον Ήλιο όπου ο πάγος νερού θα μπορούσε να έχει διατηρηθεί.
Αργότερα διεσπάρησαν στα πολύ εξωτερικά όρια του Ηλιακού Συστήματος, ως αποτέλεσμα των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με τους πλανήτες-γίγαντες φυσικού αερίου, δεδομένου ότι εγκαταστάθηκαν στις τροχιές τους.
Αντίθετα, η οικογένεια κομητών του Δία όπως ο κομήτης της Rosetta πιστευόταν ότι είχαν σχηματιστεί ακόμα πιο έξω, στη ζώνη Kuiper πέρα από τον Ποσειδώνα. Μερικές φορές αυτά τα σώματα διασπώνται από τη θέση αυτή και αποστέλλονται προς το εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, όπου οι τροχιές τους να γίνονται ελεγχόμενες από τη βαρυτική επίδραση του Δία.
Πράγματι, ο κομήτης της Rosetta ταξιδεύει τώρα γύρω από τον Ήλιο ανάμεσα στις τροχιές της Γης και του Άρη στα πιο κοντινά τους και ακριβώς πέρα από τον Δία στο απώτατο του, με μια περίοδο περίπου 6,5 ετών.
Copyright Data from Altwegg et al. 2014 and references therein
Η αναλογία Δευτερίου προς Υδρογόνο στο Ηλιακό Σύστημα
Προηγούμενες μετρήσεις της αναλογίας του δευτερίου/υδρογόνου (D/H) σε άλλους κομήτες έχουν δείξει ένα μεγάλο εύρος τιμών. Από τους 11 κομήτες, για τους οποίους έχουν γίνει μετρήσεις, μόνο η οικογένεια κομητών του Δία 103P/Hartley 2 βρέθηκε να ταιριάζει με την σύνθεση του νερού της Γης, σε παρατηρήσεις που έγιναν από την αποστολή της ESA Herschel το 2011.
Αντίθετα, οι μετεωρίτες με καταγωγή από αστεροειδείς στη ζώνη των αστεροειδών ταιριάζουν επίσης στη σύνθεση του νερού της Γης. Έτσι, παρά το γεγονός ότι οι αστεροειδείς έχουν πολύ χαμηλότερη συνολική περιεκτικότητα σε νερό, οι συγκρούσεις από έναν μεγάλο αριθμό από αυτούς θα μπορούσε να έχει οδηγήσει στη δημιουργία των ωκεανών της Γης.
Είναι σε αυτό το πλαίσιο που οι έρευνες της Rosetta είναι σημαντικές. Είναι ενδιαφέρον ότι η αναλογία D/H που μετρήθηκε από το όργανο Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, ή ROSINA, του τροχιακού σκάφους Rosetta, είναι περισσότερο από τρεις φορές μεγαλύτερη από οτι για τους ωκεανούς της Γης και για τον σύντροφο του από την οικογένεια του Δία, τον κομήτη Hartley 2. Πράγματι, είναι ακόμη υψηλότερο και από αυτό που μετριέται για κάθε κομήτη από το Νέφος του Oort.
"Αυτό το εκπληκτικό εύρημα θα μπορούσε να υποδείξει μια διαφορετική προέλευση για τους κομήτες της οικογένειας του Δία - ίσως σχηματίστηκαν μέσα σε ένα ευρύτερο φάσμα αποστάσεων στο νεαρό Ηλιακό Σύστημα από ό, τι νομίζαμε προηγουμένως," λέει η Kathrin Altwegg, κύρια ερευνητής του ROSINA και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας που καταγράφει τα αποτελέσματα στο περιοδικό Science αυτή την εβδομάδα.
"Τα ευρήματά μας αποκλείουν επίσης την ιδέα ότι οι κομήτες της οικογένειας του Δία περιέχουν αποκλειστικά νερό παρόμοιο με εκείνο των ωκεανών της Γης, και προσδίδουν βάρος στα μοντέλα που δίνουν μεγαλύτερη έμφαση στους αστεροειδείς ως τους βασικούς μηχανισμούς που μετέφεραν το νερό των ωκεανών της Γης."
"Γνωρίζαμε ότι η επί τόπου ανάλυση αυτού του κομήτη από τη Rosetta επρόκειτο να φέρει εκπλήξεις για την ευρύτερη εικόνα της επιστήμης του Ηλιακού Συστήματος, και αυτή η εξαιρετική παρατήρηση σίγουρα πυροδοτεί τη συζήτηση σχετικά με την προέλευση του νερού της Γης", λέει ο Matt Taylor, επιστήμονας του έργου Rosetta της ESA.
"Καθώς η Rosetta συνεχίζει να ακολουθεί τον κομήτη κατά την τροχιά του γύρω από τον Ήλιο για ολόκληρο το επόμενο έτος, θα παρακολουθούμε με προσοχή το πώς εξελίσσεται και συμπεριφέρεται, το οποίο θα μας δώσει μοναδικές γνώσεις για τον μυστηριώδη κόσμο των κομητών και της συμβολής τους στην κατανόηση μας για την εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος."
Σημειώσεις για συντάκτες
“67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter Family Comet with a high D/H ratio” της K. Altwegg et al., εκδόθηκε στο περιοδικό Science στο τεύχος στις 10 Δεκεμβρίου 2014.
ROSINA είναι το όργανο Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral Analysis (Αισθητήρας του Τροχιακού Οχήματος Rosetta για Ιοντική και Ουδέτερη Ανάλυση) και αποτελείται από δύο φασματόμετρα μάζας: το double focusing mass spectrometer (DFMS) και το reflectron time of flight mass spectrometer (RTOF) – καθώς και από τον αισθητήρα cometary pressure sensor (COPS). Οι μετρήσεις που αναφέρονται εδώ έγιναν με το φασματόμετρο DFMS.
Η ανάλυση βασίζεται στα αποτελέσματα πάνω από 50 φάσματα που συλλέχθηκαν στο διάστημα από τις 8 Αυγούστου και τις 5 Σεπτέμβρη 2014, και η αναλογία D/H εξήχθει από τις μετρήσεις των HD16O/H2 16O.
Η ομάδα του ROSINA έχει επικεφαλής την Kathrin Altwegg από το Πανεπιστήμιο της Βέρνης, Ελβετία.
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να επικοινωνήσετε με:
Kathrin Altwegg
Principal investigator for ROSINA
University of Bern, Switzerland
Email: kathrin.altwegg@space.unibe.ch
Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
Matt Taylor
ESA Rosetta project scientist
Email: matthew.taylor@esa.int
Η μελέτη: http://www.sciencemag.org/content/early/2014/12/09/science.1261952
Σχετικά:
«Ροζετα»: Το νερό της Γης δεν φαίνεται να προέρχεται από κομήτες
Ροζετα: Το νερό της Γης δεν φαίνεται να προέρχεται από κομήτες
Πηγή: esa
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου