Аппаратура, установленная на зонде «Розетта», позволила проанализировать состав водяного пара кометы Чурюмова — Герасименко. Вода кометы значительно отличаются от той, которая находится на Земле. Открытие даёт новый материал для изучения происхождения океанов на нашей планете.
Измерения проводились в течение месяца после прибытия корабля на орбиту кометы 67P/Чурюмова — Герасименко 6 августа. Это один из самых ожидаемых результатов миссии, поскольку происхождение земной воды — вопрос, который остаётся открытым.
Предполагается, что в начале своего существования, 4,6 млрд лет назад, Земля была так раскалена, что присутствующая в породах вода выкипела. Но сегодня две трети поверхности планеты покрыты водой, откуда она взялась?
Она могла быть «доставлена» на нашу планету, когда та успела остыть, скорее всего, с кометами и астероидами. Но вклад каждого класса объектов в формирование водной среды Земли всё ещё обсуждается.
Ключ для определения происхождения воды — её состав, а именно соотношение дейтерия (форма водорода с дополнительным нейтроном) и нормального водорода (протия).
Соотношение дейтерий/протий является важным показателем, свидетельствующим о процессах формирования и ранней эволюции Солнечной системы. Теоретическая модель показывает, что оно должно меняться в зависимости от расстояния от Солнца, а также на протяжении миллионов лет существования.
Учёным необходимо сравнить состав воды разных видов объектов с водой мирового океана, чтобы определить, сколько каких объектов участвовало в формировании воды Земли.
Кометы являются уникальным материалом для исследования ранней Солнечной системы: это «остатки» газопылевого протопланетного диска, из которого формировались планеты и луны, и, следовательно, они должны отражать изначальный состав места их происхождения.
Но в динамической системе разобраться не так просто. Долгопериодические кометы из далёкого облака Оорта изначально формировались в области Урана-Нептуна, достаточно далеко от Солнца, чтобы сохранился их водяной лёд. Позже они были разбросаны по Солнечной системе в результате гравитационных взаимодействий с газовыми планетами-гигантами.
Считается, что кометы из «семьи Юпитера», как и комета Чурюмова — Герасименко, были сформированы ещё дальше, в поясе Койпера за Нептуном. Иногда объекты покидают это место и попадают во внутреннюю часть Солнечной системы, где их орбиты становятся зависимыми от гравитационного влияния Юпитера.
Действительно, комета, изучаемая «Розеттой», путешествует вокруг Солнца по траектории, проходящей между орбитами Земли и Марса и уходящей далеко за Юпитер, с периодом около 6,5 лет.
Измерения соотношения дейтерия/обычного водорода (D/H) в воде других комет показали широкий диапазон значений. По этому параметру изучено 11 комет, и только комета 103P/Hartley 2 из «семьи Юпитера» несёт воду, схожую с земной (данные миссии Herschel 2011 года Европейского космического агентства).
Напротив, вода в метеоритах, попадающих на Землю из пояса астероидов, схожа с водой Земли. Таким образом, несмотря на то, что астероиды несут гораздо меньше воды, их большое количество могло привести к формированию земных океанов.
На этом фоне исследования, проведённые с помощью аппаратуры, установленной на «Розетте» являются очень важными. Интересно, что коэффициент D/H в водяном паре кометы более чем в три раза превосходит этот же коэффициент в земных океанах. Он превышает значения, характерные для любой кометы облака Оорта (разумеется, речь о тех, для которых получены эти данные).
«Это удивительное открытие может означать, что кометы «семьи Юпитера» могут иметь разнообразное происхождение. Возможно, они образовались в более широком диапазоне расстояний в молодой Солнечной системе, чем мы полагали ранее, — говорит Катрин Альтвегг, ведущий автор статьи-отчёта о результатах миссии «Розетты» в журнале Science. — Результаты позволяют исключить то, что кометы «семьи Юпитера» стали источником заполнения наших океанов, и добавляют веса модели, согласно которой астероиды сыграли в этом более значительную роль».
«Мы знали, что изучение кометы будет подкидывать сюрпризы, расширяющие понимание истории Солнечной системы, и это выдающееся наблюдение, конечно, даёт новую информацию для изучения происхождения Земли и воды, — говорит Мэтт Тейлор из Европейского космического агентства. — «Розетта» будет следовать с кометой по орбите вокруг Солнца в течение следующего года, мы будем внимательно смотреть на то, как она ведёт себя, что даст нам уникальную возможность заглянуть в таинственный мир комет и улучшит наше понимание эволюции Солнечной системы».