Vand med en smag af komet
Da kometen LINEAR sidste år blev revet i flere stykker, afslørede den, hvad forskere længe har troet: Vandet i Jordens oceaner kan stamme fra det ydre rum.
Oversat til dansk af Michael Lumholt
18. maj 2001 - Sidste år overraskede kometen C/1999 S4 (bedre kendt som "komet LINEAR") astronomerne ved at blive revet i stykker da den passerede tæt forbi Solen. Nu har kometen overrasket dem igen: Ny forskning viser at LINEAR sandsynligvis bestod af vand med den samme opbygning af isotoper som vand her på Jorden. Opdagelsen støtter herved en kontroversiel ide om, at kometnedslag for milliarder af år siden kan have tilført hovedparten af vandet til Jordens oceaner.
Ovenfor: En gruppe astronomer under ledelse af Hal Weaver anvendte 'Hubble Space Telescope' til at tage dette billede af kometen LINEAR som bliver revet i stykker i august 2000. [mere information]
"Ideen om at kometer planter liv på Jorden med vand og essentielle molekylære byggeblokke debatteres livligt, og for første gang har vi set en komet med den rette sammensætning til at kunne gøre det", siger Michael Mumma fra NASAs Goddard Space Flight Center. Mumma er hovedforfatteren bag en artikel vedrørende denne forskning som blev bragt i nummeret af Science der udkom den 18. maj.
I en separat offentliggørelse i det samme nummer af Science beskrives hvorledes forskere ved hjælp af instrument på Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) observerede en sky af hydrogen (biproduktet af dissocierende vanddamp) bølgende ud i rummet, da LINEAR kometens is fordampede på grund af Solens varme. Disse forskere estimerer, at kometens kerne indeholder omkring 3,3 milliarder kilogram vand - nok til at fylde en lille sø.
Komet LINEAR har masser af vand, men er det samme type vand som findes her på Jorden?
Kometer og Jordens oceaner indeholder begge en lille smule såkaldt "tungt vand" sammensat af lige dele hydrogen, oxygen og deuterium. (Deuterium er en isotop af hydrogen med en ekstra neutron i kernen.) Den kemiske betegnelse for tungt vand er HDO; mens den er er H2O for normalt vand.
Der er flere og flere beviser for, at kometer født i det ydre solsystem (nær Neptuns bane, for eksempel) indeholder is, som er relativt rigt på tungt vand - faktisk for rigt. De matcher ikke isotop-sammensætningen af vandet i Jordens oceaner.
Men LINEAR blev tilsyneladende dannet i en del af solsystemet, hvor vandet var mere Jord-lignende. Ved brug af teleskoper på 'the W. M. Keck Observatory' og 'the NASA Infrared Telescope Facility' har Mumma og hans kollegaer studeret kometernes kemiske sammensætning og konkluderet, at de er blevet dannet nær Jupiters bane.
Den kemiske sammensætning fortæller astronomerne, hvor en komet blev dannet, på den følgende måde: Visse molekyler såsom kulmonoxid (CO), metan (CH4), ethan (C2H6), og acetylen (C2H2) er flygtige. De fryser kun ved ekstrem lave temperaturer. Kometer der er dannet i det ydre solsystem (hvor det er meget, meget koldt) vil indeholde sådanne frosne molekyler i deres is. Kometer, der er dannet tættere på Solen (hvor de ovennævnte molekyler forbliver i gasform) vil indeholde færre af de flygtige molekyler.
Til venstre: 'The Solar Wind ANisotropies' (SWAN) eksperimentet ombord 'the Solar and Heliospheric Observatory' (SOHO) detekterede en sky af hydrogen hvirvlende rundt om kometen LINEAR - et biprodukt af komet-vand splittet af solens stråling til O og H. [mere information]
Ifølge nogle eksperimenter i laboratorier vil en komet dannet milliarder af år siden i Jupiters omegn indeholde den samme del af tungt vand som er tilstede i Jordens oceaner i dag. Desværre gik LINEAR i stykker før dette kunne verificeres, men dens lave koncentration af de flygtige, organiske molekyler giver en stærk indikation af, at den indeholder den samme type vand som fylder havene på Jorden.
Kometer dannet nær Jupiter er sjældne i dag, idet den store planets tyngdekraft for længe siden slyngede mange af dem ud i det interstellare rum. Ikke desto mindre var de talrige da solsystemet blev dannet. Astronomerne mener at den unge Jord har indfanget flere kometer fra "Jupiterzonen" (som er relativ fattigt på tungt vand) end fra det ydre solsystem (som er rigt på tungt vand).
"Jupiterzonen" modtog mere lys og var varmere end det ydre solsystem. Som et resultat skete der flere reaktioner i gassen nær Jupiter og større mængder komplekse organiske molekyler var til stede og blev bundet i kometerne. Endvidere havde kometerne nær Jupiter - på grund af planetens kraftige tyngdefelt - så høje kollisionshastigheder, at kometerne ikke kunne vokse sig store. Begge faktorer kan have hjulpet livets opståen på Jorden.
Til højre: Kometer skabt nær Jupiter kan indeholde den rette smag af vand til at forklare Jordens oceaner.
"Det er som at blive ramt af en snebold i stedet for et isbjerg," siger Mumma. "De små kometer fra Jupiters omegn slog ned på Jorden relativt blidt, brød i stykker højt i atmosfæren og leverede hovedparten af deres organiske molekyler intakt. Disse kometer ville have indeholdt en stor del af livets byggeblokke - de komplekse organiske molekyler. Det betyder at livet her på Jorden ikke behøvede at starte helt fra bunden. Det blev i stedet leveret som samlesæt fra rummet."
Redaktionel kommentar: I 1999 viste Geoff Blake og hans kollegaer ved Caltech, at kometen Hale-Bopp indeholdt for meget tungt vand til at matche Jordens oceaner. Dette ledte til en række rapporteringer om, at kometer ikke kunne være kilden til vandet på Jorden. Nu har komet LINEAR vist os at Jordens oceaner alligevel kunne stamme fra kometer. Men gør de det? Kometer er ikke de eneste kandidater til at have bragt vand til Jorden. Vores oceaner kan være blevet leveret af asteroider (en anden kontroversiel ide), eller måske blev vandet spærret inde i Jordens indre, da den dannedes, og blev senere frigjort ved vulkansk udgasning (som mange af os lærte i skolen). Eller alle de ovennævnte muligheder! Kilden til Jordens oceaner forbliver et mysterium; et emne til fortsat efterforskning.
| Weblinks |
| SOHO's
unique view of a comet that fell to pieces - Scientists using the
Solar Wind Anisotropies Experiment on SOHO monitored the breakup of Comet
LINEAR
IN COMING APART, COMET LINEAR EXPOSES ITS DEEPEST SECRETS - NASA HQ press release A DYING COMET'S KIN MAY HAVE NOURISHED LIFE ON EARTH - NASA/GSFC press release |
Denne side er sidst opdateret 13. maj 2003