ขัดแย้งกับผลการศึกษาเมื่อเร็ว ๆสามารถช่วยส่งน้ำสู่โลกได้
โมเสคสี่ภาพเท็จนี้ประกอบด้วยภาพที่ถ่ายจากระยะทาง 28.7 กม. จากศูนย์กลางของดาวหาง 67p/Churyumov-Gerasimenko เมื่อวันที่ 3 กุมภาพันธ์ 2558 ขนาดโมเสก 4.2 x 4.6 กม. เครดิตภาพ: ESA / Rosetta / NAVCAM / CC BY-SA IGO 3.0
น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชีวิตในการสร้างและเจริญรุ่งเรืองบนโลกและมันยังคงเป็นศูนย์กลางสำหรับชีวิตโลกในปัจจุบัน
ในขณะที่น้ำบางแห่งมีอยู่ในก๊าซและฝุ่นที่โลกของเราปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อนน้ำส่วนใหญ่จะกลายเป็นไอเพราะโลกเกิดขึ้นใกล้กับความร้อนที่รุนแรงของดวงอาทิตย์
ในที่สุดโลกก็อุดมไปด้วยน้ำของเหลวในที่สุดยังคงเป็นแหล่งถกเถียงสำหรับนักวิทยาศาสตร์
การวิจัยแสดงให้เห็นว่าน้ำของโลกบางแห่งมีต้นกำเนิดผ่านไอช่องระบายอากาศจากภูเขาไฟ ไอนั่นควบแน่นและฝนตกบนมหาสมุทร
แต่นักวิทยาศาสตร์ได้พบหลักฐานว่ามหาสมุทรส่วนใหญ่ของเรามาจากน้ำแข็งและแร่ธาตุในดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่อาจชนเข้ากับโลก
คลื่นของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยการชนกับดาวเคราะห์ชั้นในของระบบสุริยจักรวาลเมื่อ 4 พันล้านปีก่อนจะทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้
ในขณะที่กรณีที่เชื่อมต่อน้ำดาวเคราะห์น้อยเข้ากับโลกนั้นแข็งแกร่งบทบาทของดาวหางได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์งงงวย
การวัดหลายครั้งของดาวหางครอบครัวจูปิเตอร์แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งระหว่างน้ำกับโลก
ลิงค์นี้ขึ้นอยู่กับนักวิทยาศาสตร์ลายเซ็นโมเลกุลที่สำคัญที่ใช้เพื่อติดตามต้นกำเนิดของน้ำในระบบสุริยะ
ลายเซ็นนี้เป็นอัตราส่วนของดิวเทอเรียม (D) ต่อไฮโดรเจนปกติ (H) ในน้ำของวัตถุใด ๆ และให้เบาะแสนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจุดที่วัตถุนั้นเกิดขึ้น
เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำของโลกอัตราส่วนไฮโดรเจนนี้ในดาวหางและดาวเคราะห์น้อยสามารถเปิดเผยได้ว่ามีการเชื่อมต่อหรือไม่
เนื่องจากน้ำที่มีดิวเทอเรียมมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เย็นมากจึงมีความเข้มข้นของไอโซโทปในวัตถุที่เกิดขึ้นไกลจากดวงอาทิตย์เช่นดาวหางมากกว่าวัตถุที่เกิดขึ้นใกล้กับดวงอาทิตย์เช่นดาวเคราะห์น้อย
การวัดภายในสองสามทศวรรษที่ผ่านมาของดิวเทอเรียมในไอน้ำของดาวหางครอบครัวจูปิเตอร์-ครอบครัวอื่น ๆ แสดงให้เห็นถึงระดับที่ใกล้เคียงกับน้ำของโลก
“ มันเริ่มที่จะดูเหมือนดาวหางเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการส่งน้ำสู่โลก”ดร. เงินแค ธ ลีนนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของนาซ่า
แต่ในปี 2014 ภารกิจ Rosetta ของ ESA ถึง 67p/Churyumov-Gerasimenko ท้าทายความคิดที่ว่าดาวหางครอบครัวจูปิเตอร์ช่วยเติมอ่างเก็บน้ำน้ำของโลก
นักวิทยาศาสตร์ที่วิเคราะห์การวัดน้ำของ Rosetta พบว่าความเข้มข้นสูงสุดของดิวเทอเรียมของดาวหางใด ๆ และดิวเทอเรียมมากกว่าสามเท่าในมหาสมุทรของโลกซึ่งมีอะตอมดิวเทอเรียมประมาณ 1 ครั้งสำหรับอะตอมไฮโดรเจน 6,420
“ มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมากและทำให้เราคิดใหม่ทุกอย่าง” ดร. แมนต์กล่าว
ผู้เขียนตัดสินใจใช้เทคนิคการคำนวณทางสถิติขั้นสูงเพื่อทำให้กระบวนการที่ลำบากในการแยกน้ำที่อุดมด้วยดิวเทอเรียมในการวัด Rosetta มากกว่า 16,000 ครั้ง
Rosetta ทำการวัดเหล่านี้ในอาการโคม่าของก๊าซและฝุ่นโดยรอบ 67p/Churyumov-Gerasimenko
ดร. แมนต์และเพื่อนร่วมงานเป็นคนแรกที่วิเคราะห์การวัดน้ำของภารกิจในยุโรปทั้งหมดซึ่งประกอบไปด้วยภารกิจทั้งหมด
นักวิจัยต้องการที่จะเข้าใจกระบวนการทางกายภาพที่ทำให้เกิดความแปรปรวนในอัตราส่วนไอโซโทปไฮโดรเจนที่วัดได้ที่ดาวหาง
การศึกษาในห้องปฏิบัติการและการสังเกตดาวหางแสดงให้เห็นว่าฝุ่นละอองของดาวหางอาจส่งผลกระทบต่อการอ่านอัตราส่วนไฮโดรเจนที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบในไอดาวหางซึ่งสามารถเปลี่ยนความเข้าใจของเราว่าน้ำของดาวหางมาจากไหนและเปรียบเทียบกับน้ำของโลกได้อย่างไร
“ ดังนั้นฉันแค่อยากรู้อยากเห็นถ้าเราสามารถหาหลักฐานว่าเกิดขึ้นที่ 67p/Churyumov-Gerasimenko” ดร. แมนต์กล่าว
“ และนี่เป็นเพียงหนึ่งในกรณีที่หายากมากที่คุณเสนอสมมติฐานและพบว่ามันเกิดขึ้นจริง”
อันที่จริงนักวิทยาศาสตร์พบการเชื่อมต่อที่ชัดเจนระหว่างการวัดดิวเทอเรียมในอาการโคม่าของ 67p/churyumov-gerasimenko และปริมาณของฝุ่นรอบ ๆ ยานอวกาศ Rosetta แสดงให้เห็นว่าการวัดที่อยู่ใกล้ยานอวกาศในบางส่วนของอาการโคม่า
เมื่อดาวหางเคลื่อนที่ในวงโคจรใกล้กับดวงอาทิตย์พื้นผิวของมันอุ่นขึ้นทำให้ก๊าซปล่อยออกมาจากพื้นผิวรวมถึงฝุ่นละอองน้ำแข็งน้ำบนมัน
น้ำที่มีดิวเทอเรียมติดกับฝุ่นละอองมากกว่าน้ำทั่วไป
เมื่อน้ำแข็งบนธัญพืชฝุ่นเหล่านี้ถูกปล่อยลงสู่อาการโคม่าเอฟเฟกต์นี้อาจทำให้ดาวหางดูเหมือนจะมีดิวเทอเรียมมากกว่าที่มี
ผู้เขียนรายงานว่าเมื่อถึงเวลาที่ฝุ่นไปที่ส่วนนอกของอาการโคม่าอย่างน้อย 75 ไมล์จากร่างกายดาวหางมันจะแห้ง
เมื่อน้ำที่อุดมด้วยดิวเทอเรียมหายไปยานอวกาศสามารถวัดปริมาณดิวเทอเรียมที่มาจากร่างกายดาวหางได้อย่างแม่นยำ
“ การค้นพบนี้มีความหมายอย่างมากไม่เพียง แต่เพื่อทำความเข้าใจบทบาทของดาวหางในการส่งน้ำของโลก แต่ยังเพื่อทำความเข้าใจการสังเกตการณ์ของดาวหางที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการก่อตัวของระบบสุริยจักรวาลยุคแรก” พวกเขากล่าว
“ นี่หมายความว่ามีโอกาสที่ดีในการทบทวนการสังเกตที่ผ่านมาของเราและเตรียมพร้อมสำหรับอนาคตเพื่อให้เราสามารถอธิบายถึงผลกระทบของฝุ่นได้ดีขึ้น”
ที่ศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-
-
Kathleen E. Mandet al- 2024. เกือบ D/H ภาคพื้นดินสำหรับดาวหาง 67p/Churyumov-Gerasimenkoความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์10 (46); สอง: 10.1126/sciadv.adp2191
