Внесистемная жидкость
4 мин чтения
«Круговорот» воды в Галактике. Иллюстрация: Bill Saxton, NSF / AUI / NRAO

«Круговорот» воды в Галактике. Иллюстрация: Bill Saxton, NSF / AUI / NRAO

Вода на Земле и других планетах оказалась старше Солнечной системы, попав на их поверхность из открытого космического пространства

Примерно половина воды на поверхности планет и почти весь лед в недрах комет и других объектов Солнечной системы возникли не в пределах протопланетной туманности, где родились Солнце и другие небесные тела, а в межзвездном пространстве. Как показывают доли изотопов, вода на Земле старше, чем материя Солнца и породы в недрах всех остальных объектов нашей планетной системы примерно на миллион лет. Оба этих факта, как пишут авторы открытия в журнале Science, заметно улучшают наши шансы найти внеземную жизнь.

«Если бы вода формировалась только в пределах самой звездной системы, то число ее молекул и доли других важных химических веществ, необходимых для формирования жизни, было бы разным для всех существующих и открытых нами экзопланет. Но, так как они на самом деле напрямую получают часть льдов, насыщенных сложными органическими веществами, из межзвездного пространства, то можно говорить о том, что все молодые планетные системы получают доступ к этим "кирпичикам жизни"», — объясняет Илседора Кливс из университета штата Мичиган в Энн-Арборе (США).

Кливс и еще полдюжины астрономов из разных университетов Соединенных Штатов и Великобритании пришли к такому парадоксальному выводу после того, как попытались воспроизвести те химические процессы, которые происходили в первые минуты и часы жизни Солнечной системы.

По современным представлениям, туманность, в центре которой родилось Солнце, состояла по большей части из водорода и гелия, а также небольшого количества более тяжелых элементов, таких, как кислород, азот, кремний, углерод и прочие элементы, входящие в состав горных пород. Большая часть этого материала была поглощена будущим светилом, а его остатки превратились в тонкий и плоский диск из пыли и газа, где и родились Земля и другие планеты.

Комета Чурюмова-Герасименко. Фото: ESA

Тепло, ультрафиолетовое излучение, выделяемые новорожденным Солнцем, и его притяжение разогревали этот диск, «перемешивали» его и заставляли содержащиеся в нем элементы вступать в различные химические реакции, в ходе которых рождалась вода, аммиак, углеводороды и более сложные органические молекулы. Следы этих первичных реакций дожили и до сегодняшних дней — они сохранились в толще льдов в недрах комет и древнейших астероидов.

Эти реликты первых дней Солнечной системы представляют огромный интерес для астрономов и биологов, и их изучением заняты ведущие космические агентства мира. В ноябре этого года на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко приземлится и изучит химический состав ее льдов европейский посадочный модуль «Фила». А в 2016 году к астероиду Бенну (1999 RQ36) для сбора образцов с его поверхности отправится американский зонд OSIRIS-REx. Сведения, которые получат эти аппараты, помогут ученым выяснить, что же на самом деле происходило во время рождения планетарной семьи Солнца.

Кливс и ее коллеги не стали ждать этих знаменательных событий и попытались раскрыть тайны формирования Солнечной системы, опираясь на некоторые общеизвестные и не вызывающие сомнений законы, управлявшие процессом рождения Земли и других планет и определявшие их химический состав.

Астрономам и геологам сегодня хорошо известно, что на скорость химических реакций в протопланетном облаке больше всего влияют два тесно взаимосвязанных параметра — температура среды и ее изотопный состав. Дело в том, что склонность разных атомов вступать в реакции часто зависит от их массы — чем она меньше, тем охотнее они соединяются с другими веществами. При этом, чем выше температура в той точке, где происходят химические взаимодействия, тем ярче проявляются эти различия в активности тяжелых и легких изотопов.

Эта особенность протопланетного диска превращает многие химические соединения, в том числе и воду, в своеобразный паспорт, позволяющий практически с абсолютной точностью вычислять то место, где они возникли в первые мгновения жизни Солнечной системы. Так, доля дейтерия, тяжелого изотопа водорода, в воде должна плавно расти по мере удаления от Солнца — чем дальше от светила, тем ниже температура в протопланетном диске и тем больше шансов было у дейтерия вступить в реакцию с кислородом и другими элементами.

Первые же попытки «прочитать» этот химический паспорт показали, что не все так просто. К примеру, в водах Земли и Марса, сформировавшихся в теплой части Солнечной системы, содержится аномально много дейтерия. Это говорит о том, что водные запасы этих планет были доставлены на их поверхность кометами или астероидами-хондритами, сформировавшимися на дальних подступах нашей планетной семьи.

Радиотелескопы проекта ALMA. Фото: ESO / NAOJ / NRAO

Эта дейтериевая аномалия, а также нестыковки в распределении изотопов других элементов, заставила авторов предположить, что вода в Солнечной системе могла происходить не из одного, а сразу из нескольких источников. Одним из них была первичная материя протопланетной туманности, а другим — скопления льда и пыли в межзвездном пространстве, которые протопланетный диск и формирующиеся планеты могли захватывать в то время, когда рождающаяся Солнечная система пролетала сквозь них.

На такую идею, как отмечают сами ученые, их натолкнули наблюдения за новорожденной парой из почти полных двойников Солнца, двойной звездой IRAS 16293-2422, расположенной в созвездии Змееносца на расстоянии в 400 световых лет от нашей планеты. В окрестностях этой звездной системы радиотелескоп ALMA в 2012 году обнаружил большие скопления межзвездного льда, доля дейтерия в котором была на несколько порядков выше, чем в воде на Земле и на других небесных телах.

Группа Кливс использовала известные нам сведения о химическом составе облака-прародителя Солнца, а также данные, собранные во время наблюдений за IRAS 16293-2422, для разработки компьютерной модели, описывающей процесс рождения Солнечной системы. Эта модель помогла им проверить, формировались ли водные запасы нашей планетной семьи в изоляции от всей остальной Вселенной или же в этот процесс вмешивалась межзвездная среда.

«Мы позволили этому супу из простейших элементов эволюционировать, в химическом смысле этого слова, на протяжении примерно миллиона лет, что является типичным временем жизни для протопланетного диска. Оказалось, что химические процессы, протекавшие внутри него, крайне плохо справлялись с производством тяжелой воды, как в близких к светилу, так и в дальних частях Солнечной системы. Это означает, что протопланетный диск не породил эту воду, а унаследовал ее из внешних источников. И поэтому мы можем говорить о том, что часть воды на Земле и на других планетах древнее, чем само Солнце», — добавляет Эдвин Бергин, другой автор статьи из университета Мичигана.

По расчетам астрономов, от трети до половины воды в современной Солнечной системе обязано своим происхождением межзвездным скоплениям льда и пыли, подобным тем, которые были найдены рядом с IRAS 16293-2422. Таким образом, примерно 60% воды в океанах Земли попали в них напрямую из космоса, а самые удаленные от Солнца кометы, как считают Кливс и ее коллеги, могут практически полностью состоять изо льда, захваченного «зародышем» Солнечной системы из межзвездной среды за миллион лет до появления светила и планет.

«Если все остальные планетные семьи возникли примерно так же, как Солнечная система, то это означает, что вода является постоянным участником в процессе формирования планет. На текущий момент орбитальный телескоп "Кеплер" обнаружил около тысячи экзопланет, в существовании которых никто не сомневается. Широкая доступность воды во время их рождения позволяет надеяться на то, что жизнь встречается во всех уголках Галактики», — заключает Кливс.

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос Рейдом по джихаду Далее в рубрике Рейдом по джихадуВ Лондоне по подозрению в терроризме задержаны девять членов радикальной исламской организации «Аль-Мухаджирун», в том числе и ее лидер, известный исламский проповедник Анхем Худари Читайте в рубрике «В мире» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»Сооснователь IT-гиганта представил в Технопарке МФТИ настоящий гоночный болид «Формулы-1» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»
Подписывайтесь на канал rusplt.ru в Яндекс.Дзен
Подписывайтесь на канал rusplt в Дзен
Комментарии
26 сентября 2014, 11:53
Чем больше читаешь астрономические материалы, тем больше понимаешь, что мы действительно живем в Эдеме, который заботливый Создатель расположил на перефирии галактики, в пространстве с четкой теспературой и всеми необходимыми условиями для жизни. И вот наша Земля зацвела!! Ее надо беречь, а всякие бананоеды разжигают конфликты и травят родную планету радиацией((
28 сентября 2014, 14:37
Все зло исходит из США. Не было бы их - все жили бы тихо-мирно, на взаимовыгодных отношениях, на мой взгляд.
28 сентября 2014, 17:32
Вклад США в мировую науку трудно переоценить (около 40%).
Взять даже банальный инсулин. Если бы не США, все больные сахарным диабетом не имели бы шансов на жизнь. На данный момент это 400 миллионов человек.
Тот, кто говорит, что США - это "все зло" у того нет либо сердца либо мозгов.
30 сентября 2014, 13:04
Вообще-то сами американцы вывели у себя статистику, что 60% всех изобретений, новейших разработок, открытий в науке, медицине, промышленности, не говоря уж о космосе в 20 веке сделали русские, выходцы русских и иммигранты из СССР. Так что, на самом то деле, без участия России они ничто...
30 сентября 2014, 23:47
Я вижу вы сейчас прибываете в мире грез про "великую расею". Не буду вам мешать улыбка
30 сентября 2014, 23:58
Саша отвянь от русских людей, вернись на Йяхху и общайся со своими американскими земляками
Вернись на мейлру и общайся со своими ватными друзьями.
26 сентября 2014, 13:06
Вот вот, многие космос ставят в противовес религии,а ведь если вдуматься он наоборот указывает на наличие божества, который в этом хаосе сделал для человечества маленький оазис,дал возможность развиваться,мыслить и творить.
26 сентября 2014, 18:29
Да, только божество это - не еврейский дед на облаке, а глобальное живое существо с многомиллиардной историей существования, по сути космос и есть тело Бога!
26 сентября 2014, 13:27
И зачем-то создал еще миллиарды ненужных планет.
БРЕД
27 сентября 2014, 11:33
Не нужных? Да если бы не поразительные просторы космоса мы- люди,давно уже перебили друг друга в войнах. А так у нас есть надежда переселиться вместе на другую планету без жестокого кровопролития за ресурсы и безвыходности того,что мы погибнем вместе с планетой.
28 сентября 2014, 14:39
Именно вот такие вот идиотские мысли и приводят к тому что мы перестаем ценить свою планету. Но все это утопия. Земля - это наш общий и единственный Дом!
28 сентября 2014, 20:58
Алчность и корысть людей привели к тому,что мы не ценим свою планету, а другие миры нам дают надежду,что мы поселимся на другой планете и не будем такими же идиотами там...
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
История, политика и наука с её дронами-убийцами
Читайте ежедневные материалы на гуманитарные темы. Подпишитесь на «Русскую планету» в соцсетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!