Mælingar Rosetta benda til að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni, ekki halastjörnur
Sævar Helgi Bragason
10. des. 2014
Fréttir
Niðurstöður rannsókna Rosetta geimfars ESA á vatni frá halastjörnunni 67P/C-G sýna að það er mjög ólíkt vatni á Jörðinni. Niðurstöðurnar koma nokkuð á óvart og renna stoðum undir þá tilgátu að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni.
Fyrstu niðurstöður rannsókna Rosetta geimfars ESA á vatni frá halastjörnunni 67P/Churyumov-Gerasimenko sýna að það er mjög ólíkt vatni á Jörðinni. Niðurstöðurnar koma nokkuð á óvart og renna stoðum undir þá tilgátu að smástirni hafi leikið mun veigameira hlutverk í að flytja vatn til Jarðar en halastjörnur í árdaga sólkerfisins. Niðurstöðurnar sýna einnig að halastjörnur í Júpíter-fjölskyldunni, sem 67P/C-G tilheyrir, eiga sér mismunandi uppruna.
Uppruni vatns á Jörðinni er ein helsta ráðgáta vísinda. Þegar Jörðin var að myndast fyrir tæpum 4,6 milljörðum ára var hún svo heit að allt vatn gufaði sennilega upp og rauk út í geiminn. Í dag eru tveir þriðju hlutar Jarðar þaktir vatni. Hvaðan kom allt þetta vatn?
Menn hafa lengi talið að vatn hafi borist til Jarðar utan úr geimnum með halastjörnum og smástirnum. Menn greinir þó á um hve stóran þátt halastjörnur annars vegar og smástirni hins vegar eigi í vatnsforða Jarðar.
Lykillinn að svarinu er að kanna hvernig vatn í smástirnum og halastjörnum „bragðast“.
 |
Rosetta geimfar ESA gerði mælingar á hlutfalli tvívetnis (D) og vetnis (H) í halastjörnunni 67P/C-G eftir komuna þangað. Grafið sýnir mismunandi hlutföll tvívetnis og vetnis í mismunandi hnöttum í sólkerfinu. Reikistjörnur og tungl eru sýnd með bláum lit, kondrít-loftsteinar úr smástirnabeltinu í gráum lit, halastjörnur úr Oortsskýinu í fjólubláum lit og halastjörnur úr Júpíter-fjölskyldunni í bleikum. Hlutfallið í halastjörnu Rosetta er sýnd í gulu. Neðri hluti grafsins sýnir hlutföllin í lofthjúpum gasrisanna í sólkerfinu (Júpíter, Satúrnusi, Úranusi og Neptúnusi).
|
Vatn getur haft mismunandi hlutföll tvívetnis — vetni með einni aukanifteind, 2H — á móti venjulegu vetni (H). Hlutfallið fer eftir því hvar vatnið myndaðist í sólkerfinu (við hvaða hitastig og fer þar af leiðandi eftir fjarlægð frá sólinni) og á hve löngum tíma..
Til að finna út hvort vatn á Jörðinni megi að mestu rekja til halastjarna eða smástirna er því nauðsynlegt að bera hlutföll tvívetnis og vetnis í vatninu sem þau innihalda saman við sama hlutfall í vatninu á Jörðinni. Líkist vatnið fremur vatni halastjarna má draga þá ályktun að halastjörnur séu meginuppspretta vatns á Jörðinni — og öfugt í tilviki smástirna.
Rannsóknirnar eru síður en svo einfaldar því halastjörnur eru mismunandi, sem og vatnið sem þær innihalda. Talið er að langferðahalastjörnur, sem koma úr hinu fjarlæga Oortsskýi, hafi myndast á svipuðum slóðum og Úranus og Neptúnus en síðan færst út í ystu afkima sólkerfisins vegna þyngdartogs frá reikistjörnum sem ýttu þeim utar.
Nær sólinni eru skammferðahalastjörnur, eins og halastjarnan sem Rosetta geimfarið er að rannsaka. 67P/Churyumov-Gerasimenko tilheyrir hópi skammferðahalastjarna úr Júpíter-fjölskyldunni en þær eru taldar hafa myndast utar í sólkerfinu, í Kuipersbeltinu handan Neptúnusar. Þyngdartogi frá reikistjörnum ýtti þeim innar í sólkerfið þar sem Júpíter hafði síðan áhrif á brautir þeirra.
Eldri mælingar á hlutfalli tvívetnis og vetnis í halastjörnum hafa enda gefið mjög mismunandi gildi. Af þeim 11 halastjörnum sem mældar hafa verið til þessa, hafði aðeins halastjarnan 103P/Hartley 2, sem Herschel geimsjónauki ESA mældi árið 2011 og tilheyrir líka Júpíter-fjölskyldunni eins og 67P, samskonar efnasamsetningu og vatn á Jörðinni.
Skömmu eftir að Rosetta kom til halastjörnunnar 67P hinn 6. ágúst 2014 gerði ROSINA litrófsritinn í geimfarinu mælingar á hlutfalli tvívetnis og vetnis í vatnsgufu frá halastjörnunni.
Mælingarnar sýndu að hlutfallið er meira en þrisvar sinnum hærra en í vatni á Jörðinni og halastjörnunni 103P/Hartley 2. Í vatni á Jörðinni er hlutfallið 1,56 x 10-4 en 5,3 x 10-4 í tilviki 67P/C-G. Hlutfallið er raunar líka hærra en mælst hefur nokkurri halastjörnu úr Oortsskýinu.
Þessar niðurstöður eru nokkuð óvæntar. Þær benda til þess halastjörnur í Júpíter-fjölskyldunni séu upprunar á mjög mismunandi svæðum í sólkerfinu
Vatn í loftsteinum, sem rekja má til smástirna í smástirnabeltinu, passar mun betur við vatnið á Jörðinni. Jafnvel þótt smástirni innihaldi mun minna vatn en halastjörnur, bendir því flest til, niðurstöður Rosetta þar á meðal, að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni.
Greint er frá niðurstöðunum í tímaritinu Science.
Tengt efni
- Sævar Helgi Bragason
Mælingar Rosetta benda til að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni, ekki halastjörnur
Sævar Helgi Bragason 10. des. 2014 Fréttir
Niðurstöður rannsókna Rosetta geimfars ESA á vatni frá halastjörnunni 67P/C-G sýna að það er mjög ólíkt vatni á Jörðinni. Niðurstöðurnar koma nokkuð á óvart og renna stoðum undir þá tilgátu að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni.
Fyrstu niðurstöður rannsókna Rosetta geimfars ESA á vatni frá halastjörnunni 67P/Churyumov-Gerasimenko sýna að það er mjög ólíkt vatni á Jörðinni. Niðurstöðurnar koma nokkuð á óvart og renna stoðum undir þá tilgátu að smástirni hafi leikið mun veigameira hlutverk í að flytja vatn til Jarðar en halastjörnur í árdaga sólkerfisins. Niðurstöðurnar sýna einnig að halastjörnur í Júpíter-fjölskyldunni, sem 67P/C-G tilheyrir, eiga sér mismunandi uppruna.
Uppruni vatns á Jörðinni er ein helsta ráðgáta vísinda. Þegar Jörðin var að myndast fyrir tæpum 4,6 milljörðum ára var hún svo heit að allt vatn gufaði sennilega upp og rauk út í geiminn. Í dag eru tveir þriðju hlutar Jarðar þaktir vatni. Hvaðan kom allt þetta vatn?
Menn hafa lengi talið að vatn hafi borist til Jarðar utan úr geimnum með halastjörnum og smástirnum. Menn greinir þó á um hve stóran þátt halastjörnur annars vegar og smástirni hins vegar eigi í vatnsforða Jarðar.
Lykillinn að svarinu er að kanna hvernig vatn í smástirnum og halastjörnum „bragðast“.
Vatn getur haft mismunandi hlutföll tvívetnis — vetni með einni aukanifteind, 2H — á móti venjulegu vetni (H). Hlutfallið fer eftir því hvar vatnið myndaðist í sólkerfinu (við hvaða hitastig og fer þar af leiðandi eftir fjarlægð frá sólinni) og á hve löngum tíma..
Til að finna út hvort vatn á Jörðinni megi að mestu rekja til halastjarna eða smástirna er því nauðsynlegt að bera hlutföll tvívetnis og vetnis í vatninu sem þau innihalda saman við sama hlutfall í vatninu á Jörðinni. Líkist vatnið fremur vatni halastjarna má draga þá ályktun að halastjörnur séu meginuppspretta vatns á Jörðinni — og öfugt í tilviki smástirna.
Rannsóknirnar eru síður en svo einfaldar því halastjörnur eru mismunandi, sem og vatnið sem þær innihalda. Talið er að langferðahalastjörnur, sem koma úr hinu fjarlæga Oortsskýi, hafi myndast á svipuðum slóðum og Úranus og Neptúnus en síðan færst út í ystu afkima sólkerfisins vegna þyngdartogs frá reikistjörnum sem ýttu þeim utar.
Nær sólinni eru skammferðahalastjörnur, eins og halastjarnan sem Rosetta geimfarið er að rannsaka. 67P/Churyumov-Gerasimenko tilheyrir hópi skammferðahalastjarna úr Júpíter-fjölskyldunni en þær eru taldar hafa myndast utar í sólkerfinu, í Kuipersbeltinu handan Neptúnusar. Þyngdartogi frá reikistjörnum ýtti þeim innar í sólkerfið þar sem Júpíter hafði síðan áhrif á brautir þeirra.
Eldri mælingar á hlutfalli tvívetnis og vetnis í halastjörnum hafa enda gefið mjög mismunandi gildi. Af þeim 11 halastjörnum sem mældar hafa verið til þessa, hafði aðeins halastjarnan 103P/Hartley 2, sem Herschel geimsjónauki ESA mældi árið 2011 og tilheyrir líka Júpíter-fjölskyldunni eins og 67P, samskonar efnasamsetningu og vatn á Jörðinni.
Skömmu eftir að Rosetta kom til halastjörnunnar 67P hinn 6. ágúst 2014 gerði ROSINA litrófsritinn í geimfarinu mælingar á hlutfalli tvívetnis og vetnis í vatnsgufu frá halastjörnunni.
Mælingarnar sýndu að hlutfallið er meira en þrisvar sinnum hærra en í vatni á Jörðinni og halastjörnunni 103P/Hartley 2. Í vatni á Jörðinni er hlutfallið 1,56 x 10-4 en 5,3 x 10-4 í tilviki 67P/C-G. Hlutfallið er raunar líka hærra en mælst hefur nokkurri halastjörnu úr Oortsskýinu.
Þessar niðurstöður eru nokkuð óvæntar. Þær benda til þess halastjörnur í Júpíter-fjölskyldunni séu upprunar á mjög mismunandi svæðum í sólkerfinu
Vatn í loftsteinum, sem rekja má til smástirna í smástirnabeltinu, passar mun betur við vatnið á Jörðinni. Jafnvel þótt smástirni innihaldi mun minna vatn en halastjörnur, bendir því flest til, niðurstöður Rosetta þar á meðal, að smástirni séu meginuppspretta vatns á Jörðinni.
Greint er frá niðurstöðunum í tímaritinu Science.
Tengt efni
Halastjörnur
Smástirni
Uppruni vatns á Jörðinni
Rosetta geimfarið
- Sævar Helgi Bragason