کشف آب ِ اقیانوس‌مانند در یک دنباله‌دار

MacTavish · 22/8/19

بیگ بنگ: زمین سیارۀ خشکی است اما هنوز این راز برملا نشده که زمین این همه آب را از کجا آورده است. پذیرفته‌شده‌ترین نظریه این است که دنباله‌دارها و سیارک‌ها در حین برخورد با زمین در دوران اولیۀ شکل‌گیری، مقداری آب را به زمین وارد کرده‌اند. اکنون بررسی‌های ناسا شواهد جدیدی را بدست آورده که این ایده را تأیید می‌کند.

به گزارش بیگ بنگ، مشاهدات بر روی یک دنباله‌دار که چند ماه پیش از نزدیکی زمین عبور کرد نشان می‌دهد که این دنباله‌دار حاوی آب ِ «اقیانوس‌مانند» است – و این امر ممکن است برای بقیۀ دنباله‌دارهایی که از دست رفته‌اند نیز صدق کند.

برخی از نظریات نشان می‌دهند که از ابتدای شکل‌گیری زمین آب کم و بیش وجود داشته، یعنی وقتی زمین یک توپ عظیم، کروی، گرم و خشک بود. شواهد دیگر نشان می‌دهد که وقتی سیارات کوچکی به اندازۀ مریخ با زمینِ جوان برخورد کردند و بذر ماه را کاشتند، آب در همان موقع وارد زمین شده است.

اما اتفاق‌نظر کلی بیان می‌کند که مایعِ حیات‌بخش توسط سیارک‌ها و دنباله‌دارها وارد زمین شده است. این برخوردها اغلب در دوران اولیه و پرتلاطم شکل‌گیری منظومه شمسی رخ دادند؛ در حالیکه این سنگ‌های فضایی کاملأ خشک به نظر می‌رسند، اما آب به طور منظم بر روی آنها کشف شده است.

این مسئله آسان به نظر می‌رسد اما پیچیده‌تر از آن چیزی است که فکر می‌کنید. نوع اشتباهی از آب در بیشتر دنباله‌دارهایی که تاکنون مطالعه شده‌اند کشف شده است. آب در اینجا بر روی کره زمین، همانطور که می‌دانید، از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. اما آب «سنگین» نیز وجود دارد که حاوی یک اتم هیدروژن با یک نوترون اضافی است.

مقایسۀ نسبت آب سنگین به عادی بین دو نمونه نشان دهندۀ یک میراث مشترک است، چیزی شبیه تست DNA. و در بیشتر موارد، آب بر روی دنباله‌دارها دارای نسبت‌های بسیار متفاوتی از آب زمینی بوده است. در واقع، فقط یک دنباله‌دار از میان ۱۱ دنباله‌دارِ مطالعه شده حاوی آب «اقیانوس‌مانند» بود.

تاکنون دنباله‌دار ویرتانن که در دسامبر سال ۲۰۱۸ در کمترین فاصله تا زمین قرار گرفت دومین دنباله‌داری است که حاوی آبِ اقیانوس‌مانند بوده است. این کشف توسط رصدخانه استراتوسفری برای اخترشناسی فروسرخ(SOFIA) انجام شده و از روی یک جت بوئینگ اصلاح شده در ارتفاع بالا توانسته بررسی دقیقی بر روی این سنگ فضایی انجام دهد.

اما بزرگترین شگفتی فقط این نبود که ویرتانن حاوی نوع درستی از آب است – هر دنباله‌داری می‌تواند اینگونه باشد، برخلاف یافته‌های قبلی. وقتی محققان داده‌های ویرتانن را با داده‌های دنباله‌دارهای دیگر مقایسه کردند، دریافتند برخلاف چیزی که قبلأ تصور می‌شد، این نسبت به محلی که دنباله‌دار از آنجا آمده بستگی ندارد.

در عوض، به این بستگی دارد که چه مقدار آب از دانه‌های یخ در ابر بخار در پیرامون دنباله‌دار منتشر شده، نه یخ سطحی. یعنی مطالعات قبلی دنباله‌دار ممکن است اشتباه اندازه‌گیری کرده باشند و شاید حاوی نسبت‌های آبِ زمین‌مانندِ بیشتری بوده باشند.

دومینیک بوکیلی-موروان، نویسندۀ دوم این مطالعه گفت: «این اولین‌باری است که توانستیم نسبت آب سنگین به عادیِ تمام دنباله‌دارها را به یک عامل وصل کنیم. شاید باید نحوۀ مطالعه‌ی دنباله‌دارها را بازنگری کنیم چون آبِ آزاد شده از دانه‌های یخ به نظر نشانگر بهتری از مجموع نسبت آب است تا آبِ آزاد شده از یخ سطحی. این تحقیق در مجله‌ Astronomy & Astrophysics Letters منتشر شده است.