Cząsteczki wody wykryte po raz pierwszy na powierzchni asteroid

Dane z należącego do NASA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ujawniły cząsteczki wody na powierzchni dwóch różnych asteroid. Zdjęcie: NASA/Carl Thomas/SwRI

Astronomowie uważają, że uderzenie asteroidy w naszą planetę mogło przyczynić się do transportu wody i innych pierwiastków na wczesną Ziemię. Dane zostały zebrane przez nieistniejący już instrument teleskopu lotniczego Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA), który został zamontowany na zmodyfikowanym samolocie Boeing 747SP i przeleciał przez stratosferę, która pokrywa 99% ziemskiej atmosfery blokując promieniowanie podczerwone.

Instrument FORCAST (Faint Object infraRedCAmera for the SOFIA Telescope) pozwolił astronomom wykryć cząsteczki wody z asteroid Iris i Massalia, znajdujących się w pasie asteroid między orbitami Marsa i Jowisza. Oba obiekty znajdują się w odległości ponad 223.1 miliona kilometrów od Słońca. Wyniki zostały opublikowane w poniedziałek w czasopiśmie Planetary Science Journal. Astronomowie zdecydowali się skierować SOFIA na badanie asteroid po tym, jak teleskop wykrył dowody na istnienie wody na Księżycu, powiedziała dr Anicia Arredondo, naukowiec z Southwest Research Institute w San Antonio i główna autorka badania.

Dowody na obecność wody na obu asteroidach zostały wcześniej znalezione przez współautorkę dr Maggie McAdam, naukowca z Centrum Badawczego NASA Ames w Mountain View w Kalifornii, przy użyciu innego teleskopu. Nie było jednak wiadomo, czy to woda, czy inna substancja chemiczna, taka jak grupa hydroksylowa, spowodowała hydratację, mówi dr Arredondo. „Nasze nowe obserwacje za pomocą SOFIA wyraźnie potwierdzają, że to, co widzieli, to rzeczywiście woda. Obiekty te należą jednak do grupy asteroid zwanej klasą S, które składają się głównie z krzemianów i do czasu uzyskania wyników przez dr McAdama uważano, że są one całkowicie suche”.

Woda na suchych powierzchniach kosmicznych

Jak mówi Arredondo, wykryta przez zespół ilość wody jest w przybliżeniu równoważna ilości wody w 12-uncjowej butelce uwięzionej w metrze sześciennym gleby. Jest to porównywalne z ilością, jaką SOFIA znalazła na Księżycu w 2020 roku. Teleskop zarejestrował sygnaturę cząsteczek wody w jednym z największych kraterów na południowej półkuli Księżyca. Podobnie jak woda znaleziona na Księżycu, „na asteroidach woda wiąże się z minerałami i adsorbuje na krzemianach, które są uwięzione lub rozpuszczone w szkłach krzemianowych powstałych w wyniku uderzenia” - mówi Arredondo. Asteroidy są pozostałościami po formowaniu się planet w Układzie Słonecznym. Badając skład asteroid, astronomowie mogą określić, skąd pochodzą w kosmicznym sąsiedztwie. „Kiedy formował się Układ Słoneczny, różne materiały tworzyły się w różnych odległościach od Słońca. To dlatego planety wewnętrzne, takie jak Ziemia i Mars, zbudowane są ze skał, podczas gdy planety zewnętrzne, takie jak Neptun i Uran, składają się z lodu i gazu. Wykrycie wody na asteroidach Iris i Massalia może pomóc astronomom prześledzić historię tych konkretnych planetoid” – dodał.

Poszukiwanie wody w całym Układzie Słonecznym

Naukowcy próbowali wykorzystać SOFIA do poszukiwania wody na dwóch innych asteroidach, ale wskaźnik wykrywalności był zbyt niski. Zespół wykorzystuje teraz Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby skupić się na innych asteroidach, szukając śladów wody. Obserwacje Webba są w toku, ale Arredondo twierdzi, że wstępne wyniki skłoniły zespół do złożenia wniosku o czas na obserwację 30 kolejnych asteroid za pomocą potężnego teleskopu na podczerwień. „Teleskop JWST jest znacznie większy niż teleskop SOFIA, więc może zbierać dane o wyższej jakości na większej liczbie asteroid w krótszym czasie. Mamy nadzieję, że będziemy w stanie obserwować wiele różnych asteroid za pomocą JWST, szukać śladów wody i stworzyć inwentaryzację wody w pasie asteroid”. Webb pomoże astronomom lepiej zrozumieć dystrybucję wody w całym Układzie Słonecznym i skład różnych typów asteroid. „Nie spodziewaliśmy się znaleźć wody na asteroidach bogatych w krzem" - powiedział. „Głównie, kiedy mówię o nawodnieniu na asteroidach, mówię o asteroidach bogatych w węgiel, takich jak asteroida Bennu, co zostało zrobione przez misję OSIRIS-REx NASA. Teraz jestem zainteresowany badaniem trendów między uwodnieniem a składem. Chcę dowiedzieć się, czy asteroidy bogate w węgiel są znacznie bardziej uwodnione niż asteroidy bogate w krzem, czy też mają podobne ilości”.