Международная группа астрономов представила новую гипотезу о том, как вода впервые появилась на Земле. В отличие от предыдущих теорий, предполагающих, что вода была доставлена кометами или астероидами, новый подход указывает на естественный процесс испарения ледяных астероидов в ранней Солнечной системе. Работа опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics (A&A).
Проблема происхождения воды на Земле остается одной из ключевых загадок астрофизики. Ранее считалось, что вода могла появиться либо в результате вулканической активности, либо быть принесенной кометами и астероидами. Однако анализ изотопного состава воды показал, что земная вода ближе по характеристикам к углеродистым астероидам, чем к кометному льду.
Это открытие привело ученых к поиску механизмов, которые могли бы доставить такие астероиды на раннюю Землю. Теории включали гравитационные взаимодействия между объектами в Солнечной системе, приводившие к столкновениям, выбрасывавшим водосодержащие тела во внутренние области системы. Однако новая гипотеза предлагает более простой механизм.
Согласно ей, ледяные астероиды формировались в протопланетном диске – массивном облаке газа и пыли, окружавшем молодое Солнце. После рассеяния этого диска лед на астероидах начинал испаряться, образуя огромный диск водяного пара, который заполнял пространство вокруг Солнца. Этот пар затем распространялся внутрь, «окутывая» молодые планеты, такие как Земля, Марс, Венера и Меркурий. Основная фаза «орошения» земных планет произошла примерно через 20–30 миллионов лет после формирования Солнца, когда его яркость резко увеличилась, ускоряя испарение ледяных тел.
Попав в атмосферу Земли, водяной пар конденсировался, формируя океаны, реки и ледники. Более того, этот механизм объясняет и наличие воды в мантии Земли, а также воду, которая существовала на Марсе и Луне в прошлом. Гипотеза основана на последних наблюдениях экзопланетных систем с поясами, похожими на пояс Койпера. Радиотелескоп ALMA в Чили зафиксировал испарение угарного газа в этих поясах, что подтверждает, что подобный процесс мог происходить и с водой в ранней Солнечной системе.
Дополнительные доказательства предоставили миссии Hayabusa 2 и OSIRIS-REx, изучавшие астероиды, которые могли быть источниками водяного пара. Они обнаружили на этих астероидах минералы, сформированные при взаимодействии с водой, что подтверждает их первоначальную ледяную природу.
Теперь ученые планируют использовать ALMA для поиска водяных паров в молодых экзопланетных системах. Если такие структуры будут обнаружены, это станет веским доказательством новой теории.
