Новейшие исследования ученых о возникновении воды на небесных телах

Солнечный ветер подарил планетам воду и жизнь

Считается, что солнечный ветер оказывает на космические объекты только разрушительное действие — в частности, он выбивает из их поверхности молекулы вещества. Однако, как выяснилось, этот поток частиц может и созидать. По мнению американских астрофизиков, именно такая бомбардировка создает на небесных телах запас воды и органические молекулы.

Фото:

Как мы помним, солнечный ветер представляет собой поток высокоскоростных частиц, разбрасываемых звездой во всех направлениях. Таким образом, объекты планетной системы данной звезды постоянно бомбардируются этими частицами, причем результаты подобной бомбардировки весьма и весьма неоднозначны. С одной стороны, малые тела, лишенные атмосферы, могут серьезно страдать от этой бомбардировки — поток частиц постоянно выбивает молекулы из пород на их поверхности, что приводит к уменьшению объема этого объекта и, в конце концов, к его полному исчезновению. Так, по расчетам ученых, астероид Итокава, постоянно испытывающий такую бомбардировку, полностью исчезнет через миллиард лет.

Однако, как оказалось, солнечный ветер может быть не только разрушителем, но и созидателем. В частности, подобная бомбардировка может создавать на планетах и малых телах воду, буквально выбивая ее из горных пород. К такому выводу недавно пришли астрофизик Джон Брэдли и его коллеги из Ливерморской национальной лаборатория им. Лоуренса (США) после того, как провели серию экспериментов, доказывающих возможность подобного способа образования воды.

Началось все с того, что профессор Брэдли задумался о том, каким образом может образовываться водный лед на малых небесных телах, вроде астероидов, спутников или планет, чей диаметр меньше земного. Обычно планета получает воду двумя способами: либо водяной пар появляется в ее атмосфере в результате деятельности вулканов на раннем этапе ее геологической истории (а потом конденсируется на поверхности), либо его приносят на поверхность небесного тела кометы, с которыми оно сталкивается. Однако подобные способы подходят далеко не для всех объектов, где вода тем не менее имеется.

Например, на Луне до сих пор не замечены следы активного вулканизма и соударений данного тела с кометами (которое, по идее, должно было сильно изменить орбиту спутника), однако водный лед там есть. Есть он и на Меркурии, где тоже пока не обнаружено следов былой деятельности вулканов, и, более того, вероятность столкновения этой планеты с кометами весьма и весьма низкая, поскольку она находится близко от Солнца, чья гравитация притягивает "хвостатые звезды" к себе, после чего они плавятся от жара звезды.

И вот, размышляя над всем этим, доктор Брэдли вспомнил о том, что изучение образцов лунного грунта в земных лабораториях 1990-х годов, показало, что вызываемая солнечным ветром эрозия силикатов поверхности нашего спутника часто ведет к ослаблению связей, удерживающих атомы водорода и кислорода в составе поверхностных пород. Тогда-то и возникли предположения о том, что в итоге такой бомбардировки из грунта может быть извлечена вода. И хотя при подобном "обстреле" силикаты освободят только один атом водорода на один атом кислорода, однако возникающий дефицит еще одного водородного атома поможет преодолеть тот же солнечный ветер, несущий с собой атомы водорода в виде протонов.

Для того, чтобы подтвердить это предположение, ученые решили провести эксперимент: они провели бомбардировку трех содержащих силикаты минералов, весьма распространенных на небесных телах (это были оливин, клинопроксен и анортит) электронным протонным и электронным пучком, характеристики которого были аналогичны таковому, присутствующему в составе солнечного ветра. В итоге исследователи обнаружили, что после бомбардировки в обезвоженных до этого минералах появились молекулы воды, причем, согласно спектрографическим наблюдениям, второй атом водорода действительно приходил из солнечного ветра. Таким образом, необходимое доказательство возможности образования воды в космосе просто за счет бомбардировки солнечным ветром было получено. Более того, по мнению Джона Брэдли, такой способ образования воды может привести к тому, что молекулы этой живительной влаги будут рождаться не только на малых небесных телах, но и даже в скоплении космической пыли.

Это исследование весьма заинтересовало астрофизика Сару Крайтс из Гавайского университета в Маноа (США), которая предположила, что если бомбардировка частицами солнечного ветра силикатов способна "выбить" из них воду, то, возможно, она же может запустить процесс образования органических молекул в залежах водного льда. Используя данные по насыщенности космическими лучами окрестностей Луны, полученные при помощи многочисленных искусственных спутников этого небесного тела, исследовательница пришла к выводу, что их вполне достаточно, чтобы начать наработку органических молекул внутри лунных кратеров без всякой посторонней помощи. Согласно проведенному ею моделированию, до 6 процентов компонентов полярных льдов Луны, таких как углекислый газ и аммиак, после миллиарда лет бомбардировки могут стать простыми органическими молекулами — к примеру, метаном.

И хотя для того, чтобы эти простые молекулы стали чем-то более сложным, вроде аминокислот белков или нуклеотидов ДНК, должно пройти достаточно много времени, сама вероятность зарождения "сырья" для жизни под действием солнечного ветра, по мнению доктора Крайтс, весьма и весьма велика. Более того, весьма важную роль в процессе усложнения органических молекул могут играть последующие удары космических лучей, которые частично будут разрушать уже созданную органику, а частично — способствовать возникновению на ее основе более сложных соединений. Таким образом, солнечный ветер может способствовать появлению примитивной жизни на тех космических объектах, где уже есть пусть даже небольшие запасы воды — при этом они могут обладать весьма разреженной атмосферой или даже она может совсем отсутствовать.

"Органические вещества не редкость в Солнечной системе, они создаются постоянно и повсеместно", — говорит Сара Крайтс, подчеркивая, что органику сейчас находят даже на астероидах и спутниках планет-гигантов. Скорее всего, там органические вещества образовались именно в результате бомбардировки водного льда потоком частиц солнечного ветра. И хотя у многих из вышеупомянутых космических объектов нет мощной атмосферы или магнитного поля, это не исключает возможности возникновения на них примитивных живых организмов, поскольку, как показали недавние исследования, для зарождения и развития жизни эти два фактора не имеют решающего значения.

Итак, как видите, солнечный ветер может не только разрушать небесные тела, он способен и к созидательной деятельности. Возможно, именно благодаря подобным бомбардировкам во Вселенной когда-то появилась жизнь и необходимая для нее живительная влага. И не исключено, что сейчас, пока земные астрономы исследуют роль потоков частиц в образовании воды и органики, они продолжают создавать обитаемые миры в других уголках нашего мироздания…

Что нового произошло на главной Pravda.Ru? Посмотри...