Mégsem az üstökösök hozták a Földre a vizet?
(Rovat: Rosetta üstökösprogram, Űrcsillagászat Európában - 2014.12.12 07:15.)

A Rosetta legújabb eredményei kétségessé teszik ezt a korábbi feltételezést.

Egyes elképzelések szerint a korai Naprendszerben, a Föld kialakulását követő időszakban a bolygónkra nagy számban hulló üstökösmagokban levő vízmolekulákból gyűlt össze az a víz, ami megalapozta, hogy a Föld az élet fennmaradására alkalmas hellyé vált. Az Európai Űrügynökség (ESA) Rosetta űrszondája a 67P/Csurjumov–Geraszimenko-üstökös helyszíni vizsgálata során megállapította, hogy a vízmolekulákban a hidrogén izotóp-összetétele ezen az üstökösön, illetve a saját bolygónkon igencsak eltérő. Így biztosan nem igaz, hogy ilyen üstökösöktől származna az évmilliárdokkal ezelőtt felgyülemlett földi vízkészlet.

Kialakulásának idején, 4,6 milliárd évvel ezelőtt a Föld annyira forró hely volt, hogy a víz nem maradhatott meg rajta. Amivel ma rendelkezünk, annak utólag, már a fiatal bolygó lehűlése után kellett idekerülnie, méghozzá kívülről. A vizet „szállító” jelöltek között az üstökösök mellett a kisbolygókat is szokás számításba venni. A Rosetta ROSINA (Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral Analysis) tömegspektrométerével nyert eredmények után a figyelem most még inkább a kisbolygók felé fordulhat.

A 67P/Csurjumov–Geraszimenko-üstökös (röviden: 67P/C-G) magja a Rosetta navigációs kamerájának négy felvételéből összeállított mozaikképen. A felvételek december 7-én készültek, az égitest középpontjától mérve 19,7 km távolságból. (Kép: ESA / Rosetta / NAVCAM)

A Rosetta augusztusban érkezett a 67P/Csurjumov–Geraszimenko-üstökös magja mellé, és rövid időn belül megkezdte a kis égitestről kiáramló vízmolekulák elemzését. A kulcskérdés a nehézvíz arányának meghatározása volt. A víz két hidrogénből és egy oxigénből álló molekula (H₂O). A hidrogén helyett azonban előfordulhat benne deutérium. Ez a hidrogén egy izotópja, amelynek a magjában nem csak egy proton, hanem még egy neutron is megtalálható. Két deutérium és egy oxigén atom alkotja a nehézvizet (D₂O).

A földi óceánok vizében kötött, valamint az üstökösmagban fellelhető vízben levő hidrogén izotóp-összetétele jelentősen eltérőnek mutatkozott. A deutériumnak (D) a hidrogénhez (H) viszonyított aránya a kutatók szerint megmutatja, hogy a víz a Naprendszer kialakulása során a Naptól milyen távolságban, milyen régióban, és milyen időszakban jött létre. Ha sikerül a földihez hasonló izotóparányú keveréket találni valamilyen égitesttípusban, akkor feltételezhetjük, hogy bolygónk vizének eredete elsősorban hozzájuk vezethető vissza.

A ROSINA mérései szerint a D/H arány a vizsgált üstökösmagban több mint háromszor akkora, mint a földi érték.

A Naprendszer különböző égitestjei esetében mért D/H arányok. A bal oldalon a Földet jelképező négyzet kékkel, a jobb szélen a 67P/C-G üstökös, sárgával. (Kép: ESA / Altwegg et al. 2014)

A Rosetta üstököse az elképzelések szerint a Neptunusz pályáján túl található régióban, a Kuiper-övben keletkezett. Később a Jupiter tömegvonzása hatására jutott beljebb a Naprendszerben. Először az európai Giotto űrszonda mérte meg egy üstökös, méghozzá a nevezetes 1P/Halley-üstökös D/H arányát, amikor 1986-ban elrepült mellette. (Azóta már 11 üstökösről rendelkezünk megbízható adatokkal.) A Halley-üstökös, amely eredetileg az Uránusz és a Neptunusz pályája közötti távolságban jöhetett létre, később kikerült a távoli Oort-felhőbe. A Halley-üstökösnek a földinél kétszer nagyobb D/H aránya miatt korábban az Oort-felhő üstököseit is kizárták, mint a földi víz lehetséges eredetét.

Egy üstökös azonban, az infravörös Herschel-űrtávcső által 2011-ben vizsgált 103P/Hartley-2 a földiéhez nagyon hasonló hidrogénizotóp-összetételt mutatott. Ez akkor meglepte a kutatókat, hiszen a Jupiter családjába tartozó kis égitestnél még a Halley-üstökösét is meghaladó D/H arányra számítottak. A Rosetta friss, a Science folyóiratban publikált eredménye egy másik Jupiter-családbeli üstökösről ugyanakkor az eddig mért legnagyobb D/H arányt szolgáltatta.

A mérési adatok alapján kétségessé vált a Jupiter üstököscsaládja tagjainak egységes eredete. A korábbi elképzelések szerint ezek ugyanabban a térségben keletkeztek és így a bennük levő vízmolekulákban a D/H arány is hasonló kellene legyen. Most már az sem tűnik tartható elképzelésnek, hogy a Föld óceánjainak vizét kizárólag a Jupiter-család üstököseinek köszönhetnénk.