Пыль из стратосферы раскрыла состав первой воды Солнечной системы
Ученые обнаружили в космической пыли признаки древней воды, отличавшейся по изотопному составу от земной. Предположительно, она из пояса Койпера за орбитой Нептуна. Исследование опубликовано в Science Advances.
Результаты указывают, что на окраине Солнечной системы миллиарды лет сохранялся отдельный резервуар воды, почти не смешивавшийся с веществом внутренних областей. Его следы могли донести до Земли крошечные пылинки.
Откуда прилетела пыль
Исследователи изучили 12 частиц размером 10–30 микрометров, собранных высотными самолетами НАСА в стратосфере. Чтобы определить, откуда прилетела пыль, ученые подсчитали повреждения, оставленные в минералах высокоэнергетичными частицами от Солнца. Чем больше таких следов, тем дольше пылинка путешествовала в космосе.
Плотность таких следов оказалась примерно в 100 раз выше ожидаемой для пыли из пояса астероидов или комет семейства Юпитера. Это согласуется с долгим путешествием из пояса Койпера. Частицы также содержали примерно вчетверо больше углерода, чем некоторые углистые метеориты.
Что сохранили минералы
Во многих образцах нашли сапонит, серпентин и другие водосодержащие минералы, образующиеся при взаимодействии воды с породой. Значит, внутри родительских тел когда-то могла существовать жидкая вода. Растопить лед могло тепло радиоактивного распада или столкновения.
Минералы сохранили кислород, некогда входивший в состав воды. Измерив соотношение его изотопов и восстановив химические реакции, ученые рассчитали предполагаемый состав древней жидкости. Она оказалась необычно богата тяжелыми изотопами кислорода — кислородом-17 и кислородом-18.
Этот состав отличался от состава воды, реконструированного по углистым метеоритам из других областей Солнечной системы. Различие поддерживает гипотезу об отдельном внешнем резервуаре. Речь идет об обогащении тяжелыми изотопами кислорода, а не о привычной «тяжелой воде» с дейтерием.
Как планеты удержали воду
Сохранить изоляцию мог Сатурн. Согласно моделям, он способен был создать перепад давления в газопылевом диске вокруг молодого Солнца, замедлив или остановив движение вещества внутрь. Вместе с Ураном и Нептуном он мог препятствовать перемешиванию материала.
Новые образцы могут скрываться в космической пыли: ежегодно на Землю выпадает около 5200 тонн такого вещества. До четверти межпланетной пыли, поступающей во внутреннюю Солнечную систему, могло происходить из пояса Койпера.
