Woda z przestrzeni międzygwiezdnej
Obecność wody jest kluczowa dla powstania i istnienia życia na Ziemi. Dlatego też bardzo istotne jest poznanie pochodzenia wody obecnej w Układzie Słonecznym. Znajdujemy ją przecież nie tylko na Ziemi, ale też w kometach, na Merkurym, w minerałach na Księżycu czy Marsie.
Dlaczego pochodzenie wody jest ważne? Jeśli woda w formującym się Układzie Słonecznym pochodziła z przestrzeni międzygwiezdnej, to prawdopodobnie zarówno ona jak i ewentualne składniki materii organicznej powszechnie występują w większości lub wszystkich dyskach protoplanetarnych wokół formujących się gwiazd. Jeśli jednak woda ta powstała lokalnie, wskutek reakcji chemicznych związanych z narodzinami Słońca, co prawdopodobnie ilość wody znacząco się różni w systemach planetarnych, w zależności o warunków, w jakich się tworzyły. To z kolei ma oczywisty wpływ na ewentualne istnienie życia - wyjaśnia Conel Alexander z Carnegie Mellon University.
Zespół naukowców, w skład którego wchodzi Alexander, skupił się w swoich badaniach na wodorze i jego izotopie – deuterze. Izotopy tego samego atomu mają taką samą liczbę protonów, ale różną – neutronów. Różnica w masach atomów powoduje różnice w ich zachowaniu podczas reakcji chemicznych. Badając stosunek wodoru do deuteru w molekułach wody można określić, w jakich warunkach molekuły te powstawały. Zamarznięta woda obecna w przestrzeni międzygwiezdnej ma wysoki stosunek deuteru do wodoru, gdyż formowała się w bardzo niskich temperaturach. Dotychczas nie było wiadomo, jak wiele deuteru zostało usuniętego z wody podczas formowania się Słońca lub – ewentualnie – ile wody bogatej w deuter mogło powstać lokalnie podczas tworzenia się Układu Słonecznego.
Uczeni pracujący pod kierunkiem L. Ilsedore Cleeves z University of Michigan stworzyli modele komputerowe, w których powstaje dysk protoplanetarny, a cały deuter z międzygwiezdnego lodu został usunięty w wyniku procesów chemicznych, zatem woda wzbogacona w deuter musi powstać lokalnie. Naukowcy chcieli w ten sposób sprawdzić, czy w formującym się Układzie Słonecznym mogła powstać woda o takim stosunku deuteru do wodoru, jaki znajdujemy obecnie w kometach, meteorytach czy ziemskich oceanach. Symulacje wykazały, że taki scenariusz jest niemożliwy. Nasze badania dowodzą, że znacząca część wody w Układzie Słonecznym jest starsza od Słońca, a to wskazuje, że międzygwiezdny lód bogaty w substancje organiczne jest prawdopodobnie obecny we wszystkich młodych systemach planetarnych - mówi Alexander.
Komentarze (8)
tommy2804, 28 września 2014, 15:49
Znaleziono wodę to teraz czekam, aż znajdą życie na jakiejś planecie. Chociażby jednokomórkowe, na przykład jakieś archeony...
Astroboy, 28 września 2014, 17:04
Hmm, będę złośliwy. Istnieją zapewne dwa wyjaśnienia:
– Pan Alexander nie odrobił pracy domowej i nie wczytał się w literaturę źródłową (raczej wątpię);
– powstały jakieś przekłamania na łączu i tłumacz coś przeoczył.
Ciekawe. Nie jestem chemikiem, ale mordka i tak mi się śmieje.
Tak bardziej serio, to nie ma "czystej" chemii, bo nie o to chodzi.
No to pojadę sobie w tonie podobnym – ciekawe, jak "zapaliła" się ta woda wewnątrz Słońca?
Dobrzy są. Deus ex machina? Właściwie to idą chyba dalej.
Tutaj ja wymiękam.
Hmmm, Pana Boga za nogi chyba nie złapał. Skłaniam się jednak ku braku odrabiania lekcji.
thikim, 28 września 2014, 19:24
Astroboy, 28 września 2014, 20:06
No tak, moje "szkolne" przekonanie o chemicznej nieodróżnialności izotopów. Dzięki za uwagę.
Chociaż "chemicznie" to chyba są nieodróżnialne; ciekaw jestem wydajności tej elektrolizy w ISS (taka luźna spekulacja).
Edit: wiem.
Jajcenty, 28 września 2014, 22:28
Niezależnie od tego jak trudno chemicznie odróżnić izotopy (drobna różnica w reaktywności daje ciekawe wyniki w geologicznych skalach czasu), ciekawe są mechanizmy tego wzbogacania czy zubożania wody w deuter. No i nie wydaje mi się to jakoś odkrywcze. Nasze Słońce jest ciut za lekkie żeby produkować tlen, więc skąd pomysł, że woda powstała lokalnie?
pogo, 29 września 2014, 01:02
Serio Słońce jest za lekkie by produkować tlen? Byłem przekonany, że ledwo-ledwo ale daje radę.
Inna sprawa, że im cięższy pierwiastek tym trudniej odróżnić jego izotopy. W przypadku wodoru jest to (podobno) stosunkowo proste,
No i zawsze pozostaje obserwacja spektrum światła. W przypadku wodoru są spore różnice w pasmach między poszczególnymi izotopami. Raczej dość duże by na cząsteczkach wody wciąż je widzieć.
Ciekawe jak zachowuje się elektroliza w przypadku napotkania cząsteczki, która ma w sobie jeden atom wodoru i jeden dueteru. I czy tryt też unika elektrolizy.
Jajcenty, 29 września 2014, 08:01
Wzbudziłeś mą czujność. I oczywiście gadam głupoty.
Po namyśle: rzecz wymaga śledztwa...
Astroboy, 29 września 2014, 11:35
Niekoniecznie; ewolucja Słonka na ciągu głównym raczej nie naprodukuje tlenu (owszem, każdą reakcję można rozważać, ale wydajność tych, o których myślimy jest niemal zerowa); do fazy błysku helowego (tudzież innych egzotycznych i szybkich faz ewolucji) jeszcze trochę miliardów lat Słonku brakuje, choć faktycznie skończy raczej jako węglowo-tlenowy biały karzeł.
Edit: o ile "lokalność" nie musi dotyczyć Słońca, to może dotyczyć jednak Układu Słonecznego.