Wykorzystując dane zebrane przez obserwatorium SOFIA, badacze po raz pierwszy w historii zidentyfikowali cząsteczki wody na powierzchniach asteroid. Stanowi to znaczący krok w zrozumieniu rozmieszczenia wody i jej roli w formowaniu się Układu Słonecznego oraz powstawania życia.
Naukowcy z Southwest Research Institute dokonali odkrycia cząsteczek wody na powierzchni asteroidy, wykorzystując dane z nieczynnego już Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA). Projekt ten był wspólnym wysiłkiem NASA i Niemieckiej Agencji Kosmicznej.
Badacze przyjrzeli się czterem asteroidom bogatym w krzemiany za pomocą instrumentu FORCAST w celu wyizolowania sygnatur widmowych w średniej podczerwieni wskazujących na obecność wody molekularnej na dwóch z nich.
Znaczenie występowania wody w Układzie Słonecznym
„Asteroidy są pozostałością po procesie formowania się planet, więc ich skład różni się w zależności od tego, gdzie powstały w mgławicy słonecznej” – powiedziała dr Anicia Arredondo ze SwRI, główna autorka artykułu o odkryciu w Planetary Science Journal. „Szczególnie interesujące jest występowanie wody na asteroidach, ponieważ może to rzucić światło na sposób dostarczania wody na Ziemię”.
Bezwodne, czyli suche, krzemianowe asteroidy powstają blisko Słońca, podczas gdy substancje tworzące lody formują się w dalszej odległości. Lokalizacja asteroid i ich skład pozwala nam dowiedzieć się, w jaki sposób materiały w mgławicy słonecznej były rozmieszczone i ewoluowały od czasu ich powstania. Zbadanie i zrozumienia miejsc występowania wody w naszym Układzie Słonecznym zapewni wgląd w możliwe rozmieszczenie wody w innych układach słonecznych, a ponieważ woda jest niezbędna do powstania życia na Ziemi, wskaże, gdzie szukać potencjalnego życia, zarówno w naszym Układzie Słonecznym, jak i poza nim.
Teleskop o średnicy zwierciadła wynoszącej 2,5 metra, pracujący w zakresie promieniowania podczerwonego, na pokładzie obserwatorium SOPHIA. Źródło: Wikipedia.
„Wykryliśmy cechę, którą jednoznacznie przypisuje się wodzie molekularnej na asteroidach Iris i Massalia” – powiedziała Arredondo. „Nasze badania oparliśmy na sukcesie zespołu, który odkrył wodę molekularną na oświetlonej słońcem powierzchni Księżyca. Pomyśleliśmy, że moglibyśmy użyć SOFII do znalezienia tej sygnatury widmowej na innych ciałach.
Wcześniej SOFIA wykryła cząsteczki wody w jednym z największych kraterów na południowej półkuli Księżyca. Poprzednie obserwacje zarówno Księżyca, jak i asteroid wykryły pewną formę wodoru, ale nie pozwoliły na rozróżnienie wody od jej bliskiego chemicznego krewnego, hydroksylu. Naukowcy wykryli obecność około 0,35 litra wody w metrze sześciennym gleby rozłożonej na powierzchni Księżyca, chemicznie związanej z minerałami.
„Bazując na sile pasma cech widmowych, obfitość wody na asteroidzie jest zgodna z obfitością oświetlonego słońcem Księżyca” – powiedziała Arredondo. „Podobnie na asteroidach woda może również wiązać się z minerałami, a także adsorbować na krzemianach i być uwięziona lub rozpuszczona w krzemianowym szkle uderzeniowym”.
Wyzwania i przyszłe badania
Dane z dwóch mniej jasnych asteroid, Parthenope i Melpomene, były zbyt zaszumione, aby wyciągnąć ostateczne wnioski z przeprowadzonej analizy. Jednak dzięki tym odkryciom zespół aktualnie wykorzystuje należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, najważniejszy teleskop kosmiczny na podczerwień, do badania większej liczby celów.
„W drugim cyklu obserwacji przeprowadziliśmy wstępne pomiary dla kolejnych dwóch asteroid z Webbem” – powiedziała Arredondo. „Mamy kolejną propozycję na następny cykl, aby przyjrzeć się kolejnym 30 celom.
Trójwymiarowy model asteroidy 20 Massalia obliczony przy użyciu technik inwersji krzywej blasku. Źródło: Wikipedia.
Asteroida (7) Iris to siódma w kolejności odkrycia asteroida z pasa planetoid pomiędzy Marsem a Jowiszem. Została odkryta przez Johna Russella Hinda w dniu 13 sierpnia 1847 roku. Jej nazwa pochodzi od mitologicznej Iris, która była posłanką bogów oraz boginią i uosobieniem tęczy, powstawania chmur i deszczu w mitologii greckiej. Druga z badanych asteroid, (20) Massalia, jest jedną z większych planetoid z pasa głównego. Została odkryta 19 września 1852 roku przez Jeana Chacornaca i niezależnie przez Annibale’a de Gasparisa. Jej nazwa pochodzi od łacińskiego odpowiednika nazwy Marsylia, gdzie Jean Chacornac dokonał swego odkrycia.
Więcej informacji: publikacja „Odkrycie molekularnego H2O na nominalnie bezwodnych asteroidach”: “Detection of Molecular H2O on Nominally Anhydrous Asteroids”, Anicia Arredondo i in., The Planetary Science Journal (2024). DOI: 10.3847/PSJ/ad18b8
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Źródło ilustracji: NASA/Carla Thomas/Southwest Research Institute
