Webb нашел воду и очередную загадку на комете из Главного Пояса

ЕКА, 15 мая 2023 года

Космический телескоп Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA снова обеспечил долгожданный научный прорыв, на этот раз для ученых, изучающих происхождение воды в Солнечной системы, буквально создавшей жизнь на Земле. Используя инструмент NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) телескопа Уэбба, астрономы впервые подтвердили наличие водяного пара у кометы в Главном Астероидном Поясе, доказав, что вода из первоначальной Солнечной системы может сохраняться в этой области пространства в виде льда. Но это открытие сопровождается новой загадкой: в отличие от других комет, у кометы 238P/Read не обнаружено углекислого газа.

"Наш мир, пропитанный водой, кишащий жизнью и уникальный во Вселенной, насколько нам известно, представляет собой нечто загадочное - мы не знаем, откуда здесь вся эта вода", - сказала Стефани Милам, заместитель главного научного сотрудника проекта Уэбба по планетарной науке и соавтор исследования, где сообщается о этой находке. "Понимание истории распределения воды в Солнечной системе поможет нам понять другие планетные системы и ответить на вопрос, могут ли они быть на пути к появлению планеты, похожей на Землю", - добавила она.

Комета Рид из главного астероидного пояса является объектом, который периодически показывает гало или кому и хвост, как у кометы; это новый класс астрономических объектов, и комета Рид была одной из трех первоначальных комет, использованных для создания этой категории. Ранее считалось, что все кометы происходят из пояса Койпера и облака Оорта, за орбитой Нептуна, где их льды могут сохраняться подальше от Солнца. Замерзший материал, который испаряется при приближении к Солнцу, дает кометам их характерную кому и хвост, отличающий их от астероидов. Ученые долго предполагали, что водный лед может сохраняться и в "теплом" астероидном поясе, внутри орбиты Юпитера, но окончательно удалось это доказать только при помощи телескопа Webb.

"В прошлом мы видели много объектов в Главном Поясе со всеми характеристиками комет, но только с этими точными спектральными данными от Уэбба мы можем сказать - да, это определенно водный лед, который создает такой эффект", - объяснил астроном Майкл Келли из Университета Мэриленда, ведущий автор исследования.

"С этими результатами наблюдений Уэббом кометы Рид мы теперь сможем продемонстрировать, что водный лед из ранней Солнечной системы сохраняется и в астероидном поясе", - сказал Келли.

Больше всего удивило отсутствие углекислого газа. Обычно этот газ составляет около 10 процентов легко испаряющегося под воздействием Солнечного тепла материала кометы.

Научная группа предлагает два возможных объяснения отсутствия углекислого газа.

Одно из объяснений заключается в том, что углекислый газ все-таки образовался при формировании кометы, но впоследствии она потеряла его из-за высоких температур.

"Пребывание в главном астероидном поясе долгое время может привести к постепенному рассеянию углекислого газа на протяжении миллиардов лет - ведь CO2 испаряется легче, чем водный лед", - говорит Келли.

В качестве альтернативы, по его словам, комета Рид могла образоваться в особенно теплом участке Солнечной системы, где соединения CO2 просто не сформировались.

Следующим шагом будет расширение исследования, чтобы сравнить комету Ридд с другими кометами Главного Астероидного Пояса, говорит астроном Хайди Хаммель из Ассоциации университетов для исследований в области астрономии (AURA), ответственный за гарантированные наблюдения Уэбба за объектами Солнечной системы и соавтор исследования. "Эти объекты в астероидном поясе слишком малы и тусклы, но с Уэббом мы наконец сможем увидеть, что с ними происходит, и сделать некоторые выводы. Есть ли в наличии углекислый газ у других комет главного астероидного пояса или нет? В любом случае, будет интересно узнать", - сказала Хаммель.

Соавтор Милам представляет себе возможности проведения исследования даже ближе к дому. "Теперь, когда Уэбб подтвердил, что вода сохраняется в виде льда так близко, прямо в Главном Астероидном Поясе, было бы увлекательно продолжить это открытие миссией по сбору образцов и узнать, что еще могут рассказать нам кометы главного астероидного пояса".

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Ссылки:

• Коллекция первых фотографий Webb
• Научная статья