Исследователи впервые обнаружили молекулы воды на астероидах

Используя данные Стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии (SOFIA), ученые Юго-Западного исследовательского института совершили революционное открытие, обнаружив молекулы воды на поверхности астероидов. Этот прорыв был достигнут впервые при исследовании четырех объектов с высоким содержанием силиката.

Вода и астероиды: космический дуэт, раскрывающий секреты формирования планет

Состав астероидов зависит от их местоположения в солнечной туманности в момент формирования. Ближе к Солнцу формируются астероиды, богатые силикатом, а дальше — астероиды, богатые льдом. Эти небесные объекты, свидетели процесса формирования планет, предоставляют важнейшую информацию о распределении материалов в солнечной туманности и их эволюции с течением времени.

Особый интерес представляет распределение воды на астероидах, поскольку оно может пролить свет на путь, по которому вода попала на Землю, что может иметь значение для поиска потенциальной жизни на других планетах за пределами нашей Солнечной системы.

Спектральная сложность и уникальные световые сигнатуры

В процессе эволюции Солнечной системы некоторые астероиды подверглись водному изменению, в результате чего образовались различные минералы, такие как филлосиликаты, сульфаты, оксиды, карбонаты и гидроксиды.

С помощью спектроскопии в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне часто можно обнаружить эти особенности, в частности, полосу поглощения вблизи 3 мкм, приписываемую молекулам, таким как молекулярная вода (H2O) или гидроксил (OH). Однако сложность возникает из-за того, что различные вещества могут демонстрировать схожие спектральные характеристики в этой области.

Другими словами, световые сигнатуры нескольких материалов накладываются друг на друга, что затрудняет их различение.

Однако в отличие от полосы поглощения на 3 мкм, характеристика на 6 мкм проявляется в виде эмиссионного пика (внезапное и заметное увеличение яркости на определенной длине волны).

Таким образом, наличие эмиссионного пика на 6 мкм позволяет легче отличить молекулярную воду от других соединений, присутствующих на наблюдаемой поверхности. Другими словами, обнаружение этой особенности на 6 мкм дает более прямое и однозначное подтверждение присутствия молекулярной воды на наблюдаемой поверхности.

До сих пор эта особенность на длине волны 6 мкм была обнаружена только на Луне, но не на астероидах. Теперь это удалось сделать.

Беспрецедентное открытие с помощью SOFIA

Новизна заключается в использовании стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (SOFIA) для обнаружения спектральных признаков молекулярной воды на поверхности конкретных астероидов, в данном случае Ирис и Массалия.

Пока его не сняли с производства, SOFIA, совместный проект НАСА и Германского космического агентства, предоставлял уникальные возможности для проведения таких наблюдений из верхних слоев атмосферы Земли, устраняя большую часть атмосферных помех, которые могут мешать наблюдениям с земли.

Полученные данные свидетельствуют о том, что вода на этих астероидах может принимать различные формы, в частности, быть связанной с минералами, адсорбированной на силикатах или захваченной и растворенной в силикатном ударном стекле. Эти различные ассоциации с минералами и поверхностными структурами указывают на сложные процессы, связанные с формированием и эволюцией этих небесных объектов.

Однако при изучении двух других астероидов, названных Парфенопа и Мельпомена, возникли «шумовые проблемы» (помехи) в данных, что потребовало более чувствительного подхода. Чтобы решить эту проблему, исследовательская группа предлагает использовать для будущих исследований космический телескоп Джеймса Уэбба. Последний, благодаря своей точной оптике и превосходному соотношению сигнал/шум, предлагает более широкие возможности для наблюдений.

Эта будущая работа позволит провести более глубокий анализ распределения воды на астероидах и может привести к лучшему пониманию состава и эволюции этих объектов в Солнечной системе.