Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba: woda w nietypowym miejscu w Układzie Słonecznym. To zmienia postać rzeczy

Od dziesięcioleci naukowcy próbują rozwikłać zagadkę pochodzenia wody na powierzchni Ziemi. Owszem, nasza planeta znajduje się w idealnej odległości od Słońca, aby na powierzchni mogła występować woda w stanie ciekłym, która jak wiadomo jest jednym z czynników warunkujących powstanie życia takiego, jakie znamy. Skąd jednak ta woda się na powierzchni trzeciej planety od Słońca wzięła, wciąż pozostaje otwartym pytaniem. Odpowiedź na to pytanie powie nam więcej nie tylko o historii naszej planety i życia na niej, ale także o tym, gdzie powinniśmy szukać życia w przestrzeni kosmicznej.
Woda w Pasie Planetoid
Woda w Pasie Planetoid

Jedna z dominujących teorii mówi, że wodę na powierzchnię Ziemi dostarczyły komety, lodowe ciała, które dotarły w okolice Ziemi z zewnętrznych rejonów Układu Słonecznego, z tak zwanego Obłoku Oorta, sfery ciał lodowych oddalonej od Słońca nawet o 1 rok świetlny. Na wczesnym etapie ewolucji naszego układu planetarnego dochodziło do znacznie większej liczby zderzeń między młodymi planetami, księżycami, planetoidami i kometami. To wtedy właśnie Ziemia bombardowana kometami mogła otrzymać spore zapasy życiodajnej wody.

Czytaj także: Skąd się wzięła woda na Ziemi? Pochodzi pośrednio ze Słońca – twierdzą naukowcy

Naukowcy od dawna chcieli się dowiedzieć, gdzie znajdowała się woda we wczesnym Układzie Słonecznym. Do dzisiaj nie wiadomo bowiem, czy jedynie ciała z obłoku Oorta były bogate w wodę, czy znacznie bliższe obiekty Pasa Kuipera rozciągającego się za orbitą Neptuna, ostatniej planety Układu Słonecznego lub nawet obiekty Pasa Planetoid (między orbitami Marsa i Jowisza) także miały odpowiednie zapasy.

Woda w Pasie Planetoid?

Kometa 238P/Read widziana przez kamerę NIRCam zainstalowaną na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba w dniu 8 września 2022 roku. Wyraźnie widoczna koma oraz charakterystyczny dla komet warkocz.

Warto zauważyć, że od czasu do czasu naukowcom udawało się odkryć w Pasie Planetoid obiekt, który choć na pierwszy rzut oka przypominał planetoidę, od czasu do czasu otoczony był komą i posiadał własny warkocz typowy dla komety. Z czasem na podstawie odkryć takich obiektów naukowcy stworzyli osobną kategorię ciał niebieskich: komety Pasa Głównego. Jedną z pierwszych takich komet jest kometa 238P/Read, która zamieszkuje Pas Planetoid, ale od czasu do czasu otoczona jest charakterystycznym halo i ciągnie za sobą równie charakterystyczny warkocz.

Najnowsze obserwacje komety Read przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pozwoliły naukowcom w końcu dokonać przełomu. Widmo komety wyraźnie wskazuje, że za wygląd komety odpowiada lód wodny znajdujący się na powierzchni komety. To niezwykle istotne odkrycie. Okazuje się bowiem, że ciała niebieskie znajdujące się stosunkowo blisko Słońca także były w stanie na wczesnym etapie rozwoju Układu Słonecznego utrzymać odpowiednie zapasy lodu wodnego. W Pasie Planetoid wody może być zatem znacznie więcej.

Gdzie się podział dwutlenek węgla?

Wykres przedstawiający widmo komety 238P/Read oraz komety 103P/Hartley 2. W obu kometach widoczne są wyraźnie lokalne szczyty we fragmencie widma wiązanym z wodą. Co ciekawe, w przypadku komety 238P/Read nie widać śladów dwutlenku węgla, który widoczny jest w widmie komety 103P/Hartley 2.

Niejako przy okazji naukowcy dokonali jeszcze jednego odkrycia. Przeciętna kometa posiada w swoim składzie chemicznym około 10 procent dwutlenku węgla. Kometa Read jednak w ogóle go nie posiada. Powstaje zatem pytanie o to, gdzie się podział ten związek chemiczny. Jak na razie nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie, jednak można postawić na jedną z dwóch opcji: albo kometa Read posiadała wcześniej – tak jak inne komety – odpowiednie zapasy dwutlenku węgla, ale ze względu na wysokie temperatury w Pasie Planetoid na przestrzeni miliardów lat uległ on sublimacji, albo też sama kometa powstała w jakimś wyjątkowo ciepłym rejonie układu planetarnego, gdzie już wtedy dwutlenku węgla nie było. Dalsze obserwacje obiektów podobnych do komety Read pozwolą rozwiązać wiele z tych wciąż otwartych kwestii.

Astronomowie przekonują, że przy pomocy teleskopu Jamesa Webba po raz pierwszy można jednoznacznie potwierdzić, iż obiekty powstałe w Pasie Planetoid mogły posiadać spore zapasy lodu wodnego, które były w stanie utrzymać przez miliardy lat. To zmienia nasze pojęcie o zasięgu wody na wczesnym etapie rozwoju Układu Słonecznego oraz o tym skąd woda mogła dotrzeć na powierzchnię naszej planety. Teraz wypadałoby zaplanować misję kosmiczną, która mogłaby pobrać próbki materii z powierzchni takiej komety i dostarczyć je na Ziemię.