A Halley-típusú üstökösökkel érkezhetett a földi víz

Évtizedek óta tart az a vita, amelyben a bolygónk vizének eredetét keresik a szakemberek: üstökösök, kisbolygók, meteoritok becsapódásainak sokasága segíthette hozzá a Földet ahhoz, hogy kék bolygóvá váljon. De vajon melyik forrás volt a legfontosabb?

Az eddigi bizonyítékokat egy igen nyomós érv egészítette ki nemrégiben: az ALMA rádióteleszkópjaival végzett vizsgálatok szerint a 12P/Pons-Brooks üstökös vizében a deutérium aránya megegyezik a földi óceánokban mérhetővel. A Nature Astronomy folyóiratban publikált kutatást az USA rádiócsillagászatát összefogó intézmény, az NRAO ismertette. 

A deutérium a hidrogén nehéz izotópja, amelynek atommagja egy neutront is tartalmaz a proton mellett.

A NASA kutatója vezette csoport nemrégiben az ALMA (Atacamai Nagyméretű Milliméteres/ Szubmilliméteres Hálózat) rádióteleszkópja segítségével vizsgálta meg a 12P/ Pons-Brooks üstököst. Ezt az üstököst 2024-ben hazánkból is látni lehetett, habár nem volt egy feltűnő objektum, távcsövön át impozáns látványt nyújtott.

Ez az égi vándor abba a csoportba tartozik, amelybe a híres Halley-üstökös is, és néhány évtizedenként megfordul a Naprendszer belsőbb vidékein. A kutatók most azt mérték fel, hogy az üstökös magját körbeölelő gázfelhő, a kóma milyen arányban tartalmaz normál vizet (H2O) és deutériumtartalmú félnehéz vizet (HDO). E méréseket egy infravörös teleszkóppal végzett vizsgálatokkal is kiegészítve kapták meg a kutatók a minden korábbinál pontosabb végeredményt.

A Halley-típusú üstökösök közepes keringési idejűek, 20-200 év közti intervallumokban térnek vissza a Naprendszer központi térségébe. Valószínűleg az Oort-felhőből vagy a szórt korongból származhatnak, és eredetileg sok tízezer vagy akár millió éves keringésűek lehettek. Azonban egyszer a múltban olyan helyen vitt a pályájuk, ahol az óriásbolygók gravitációja jelentősen hatott az üstökösökre, így igen jelentősen lerövidült a keringésük.

Ez a pályaváltozás állhat a vízszállítás hátterében is. A késői nagy bombázás nevű időszakban, 3,9 milliárd éve, amikor bolygónkat rendkívül sok becsapódás érte, az eredeti elképzelések szerint még nem volt teljesen stabil az óriásbolygók pályája. Ennek hatására számos, a Naprendszer külső régiójából indult égitest térült el a belső régiók felé. Bár a legújabb elképzelések szerint ez az instabil időszak nem tartott ennyire sokáig, más, szintén instabilitással járó események is állhattak a háttérben.

„Az ilyen üstökösök a 4,5 milliárd éve született Naprendszer fagyott relikviái” – mondta Martin Cordiner, a kutatás vezetője. – „Mivel a Föld vízmentes anyagokból alakult ki, régen felmerült, hogy az üstökös-becsapódásokból eredhetett a vizünk. Új eredményeink eddig a legerősebb bizonyítékot szolgáltatják arra, hogy legalább néhány Halley-típusú üstökös ugyanolyan izotópos összetételű vizet hordozott, mint a Föld, ez pedig erősíti azt az elképzelést, hogy az üstökösök hozzájárultak bolygónk lakhatóságához.”

A mérések azt mutatták, hogy hajszálra azonos arányban van jelen a deutérium ebben az üstökösben, illetve a bolygónkat borító óceánokban. Számszerűleg ez azt jelenti, hogy mind az óceánjainkban, mind az üstökösben kb. 1,7 deutérium atom jut 10 ezer hidrogénre. Azzal, hogy az üstökös kómájában, vagyis közvetlenül a mag környezetében tudták megmérni az arányokat, egyúttal azt is biztosították a kutatók, hogy bizonyosan az üstökös magjában lévő jég összetételét vizsgálták, és nem valami utólagos folyamat eredményeit látták.