Een instrumentele vooruitgang heeft het mogelijk gemaakt om de verspreiding van Gewoon water en zwaar water in de coma van een komeet van het Halley-typeIn het geval van 12P/Pons-Brooks is de verhouding van deuterium tot waterstof (D/H) praktisch identiek aan dat van het water in de oceanen van de aarde, een resultaat dat de rol van deze lichamen in de geschiedenis van het water op aarde nog maar eens ter discussie stelt.
Het werk, geleid door NASA-wetenschappers Martin Cordiner en Stefanie Milam, combineerde de gevoeligheid van de Atacama grote millimeter/submillimeter-array (ALMA) met observaties van de NASA Infrarood Telescoop (IRTF) om de isotopenmeting van water te perfectioneren. De dataset suggereert dat sommige kometen mogelijk hebben bijgedragen vluchtige stoffen die essentieel zijn voor bewoonbaarheid vroege Aarde.
Wat is gemeten
La De verkregen D/H-verhouding was (1,71 ± 0,44) × 10⁻⁴, een waarde die praktisch niet te onderscheiden is van die welke in zeewater wordt aangetroffen en die bovendien aan de laagste extreme waargenomen in kometen van het type Halley Tot op heden
Om dit te bereiken, bracht het team tegelijkertijd de emissie van H2O (gewoon water) en HDO (zwaar water) in de coma, het gasvormige omhulsel dat de ijskern omgeeft tijdens de nadering van de zon, waardoor een ongekend ruimtelijk beeld van beide soorten ontstaat.
De combinatie van ALMA en IRTF leverde ook aanvullende informatie op over andere vluchtige gassen die aanwezig zijn in de omgeving van de komeet, het verfijnen van de chemische context waarin de meting van D/H wordt ingevoegd, beschouwd als een fundamentele chemische vingerafdruk om de oorsprong van het water te achterhalen.
Implicaties voor de oorsprong van water op aarde
Deze bevinding, die een D/H-verhouding laat zien die vergelijkbaar is met die van landwater, ondersteunt de hypothese dat Sommige kometen hebben mogelijk een deel van de waterinventaris bijgedragen van onze planeet. Hoewel metingen op andere kometen inconsistent zijn geweest, vertegenwoordigen deze gegevens een belangrijk punt voor.
Dat een komeet van het type Halley een isotopische signatuur zo dicht bij die van oceaanwater suggereert dat, tenminste in bepaalde gevallen, het water dat door deze lichamen werd meegevoerd, verenigbaar zou zijn geweest met dat wat bestond op de vroege aarde, vergezeld van potentieel prebiotische moleculen essentieel om chemische processen op gang te brengen die tot leven leiden.
Hoe het onderzoek is uitgevoerd
De technische sleutel zat in de De ongekende gevoeligheid van ALMA, die in staat is het zwakke signaal van zwaar water (HDO) in de binnenste gebieden van de coma te detecteren, een mijlpaal die tot nu toe bij dit type analyse niet was bereikt en die de betrouwbaarheid van de metingen vergroot.
Infraroodwaarnemingen van de IRTF leverde extra ondersteuning, waardoor de spectrale lijnen van water en andere verbindingen konden worden geverifieerd en gecontextualiseerd. De gezamenlijke analyse hielp bepalen of de gassen afkomstig waren van ijs gesublimeerd direct vanuit de kern of reacties in de gaswolk; de gegevens wijzen duidelijk op oorsprong in de vaste kern.
Wat kenmerkt kometen van het type Halley?
Kometen van het type Halley zijn in wezen: ijzige overblijfselen van de dageraad van het zonnestelsel, met omlooptijden variërend van ongeveer 20 naar 200 jaarDe planeten passeren niet vaak het binnenste zonnestelsel, dus elk observatievenster is van onschatbare waarde voor het verbeteren van modellen van planeetvorming.
De eigen 12P/Pons-Brooks Het staat bekend om zijn gas- en stofexplosies, verschijnselen die een natuurlijk laboratorium vormen om de gebeurtenissen te volgen. veranderingen in compositie en dynamiek van het materiaal dat het bevat. Elke benadering van de zon biedt nieuwe aanwijzingen over de processen die zich afspelen in het gebied waar de vluchtige stoffen vrijkomen.
Volgende stappen in het onderzoek
Met zo'n nauwkeurige meting is de volgende stap vergelijk de D/H-signatuur in een grotere steekproef van kometen om te begrijpen hoe vaak dit aardachtige patroon voorkomt en welke variaties er kunnen zijn in verschillende dynamische families.
Het is ook belangrijk om te overwegen missies die kernmateriaal verzamelen en deze in het laboratorium analyseren om deze metingen te bevestigen en te detecteren organische moleculen gerelateerd. Directe analyse zou kunnen helpen verduidelijken hoe water en andere essentiële verbindingen naar de vroege aarde werden getransporteerd.
Dit bijgewerkte portret van 12P/Pons-Brooks versterkt het idee dat kometen van het type Halley relevante kandidaten die water en sleutelelementen hebben bijgedragen aan onze planeet, ondersteund door een D/H-verhouding die vrijwel gelijk is aan die van de oceaan en een ongekende in kaart brengen van de coma van de oceanen, die nieuwe mogelijkheden biedt voor het begrijpen van onze chemische geschiedenis.