История Солнечной системы и появления жизни на Земле, похоже, отличается от общепринятых представлений о ней. Между орбитами Юпитера и Марса найден астероид, хранящий водяной лед и органические молекулы.
Астрономы получили весомый аргумент в пользу теории занесения органики -- основного необходимого элемента для возникновения жизни на Земле -- из космоса. При помощи прямых наблюдений ученым впервые удалось увидеть водяной лед и органические вещества на поверхности астероида.
Ни комета, ни астероид
Долгое время считалось, что тела, составляющие главный пояс астероидов (который находится между орбитами Юпитера и Марса), находятся слишком близко к Солнцу, чтобы водяной лед удерживался на поверхности. В отличие от них кометы, образовавшиеся за орбитой Нептуна, имеют в своем составе много льда, который, испаряясь, образует длинный шлейф при приближении к Солнцу.
Ученые расширили свое представление о кометах, когда в 2006 году открыли небольшие кометоподобные тела с характерным шлейфом в главном поясе астероидов. Изучением состава квазикомет занимались в числе прочих астроном Эндрю Ривкин из лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, а также Джошуа Имери из Университета Ноксвилла. Они направили инфракрасный телескоп, который стоит на горе Мауна-Кеа на Гавайях, на объект 24 -- Фемиду. Именно от нее в 2006 году откололись два похожих на кометы небольших астероида. За шесть лет Имери и Ривкин провели семь наблюдений за Фемидой -- каждый раз, когда астероид поворачивался к Земле другим боком. Наблюдая за спектром отраженного астероидом солнечного света, ученые замечали в нем характерные линии поглощения молекул, имеющих углерод-водородные связи (C-H). Органические молекулы, по словам ученых, находятся на астероиде в составе гранул, покрытых водяным льдом. «Таким способом астрономы изучили не один десяток астероидов, и нам впервые удалось обнаружить на поверхности лед и органику», -- порадовался Ривкин.
Работа ученых опубликована в журнале Nature.
Открытие уже проверила другая команда астрономов под руководством Гумберто Кампинса из Университета Орландо. Они писали инфракрасный спектр астероида в течение семи часов одной ночи, пока объект наблюдений не сделал полный оборот вокруг своей оси. «Мы наблюдали астероид почти со всех направлений», -- сообщил Кампинс. И, не веря своим глазам, подтвердил, что на поверхности астероида много водяного льда. Хотя, по словам руководителя группы, «на таком расстоянии от Солнца (всего 3,2 астрономические единицы) лед в открытом виде существует очень недолго».
Ледяные последствия
Фемида (24 Themis) находится «всего» в 479 млн км от Солнца, что втрое больше расстояния до астероида от Земли. По словам ученых, на таком расстоянии тепло Солнца должно было за миллионы лет испарить водяной лед. Они считают, что источником льда служат полости под поверхностью, укрытые от солнечного света. Лед из резервуаров выскакивает на поверхность от множественных соударений астероида с меньшими телами, вращающимися в поясе.
«Я верю, что наши открытия связаны с происхождением жизни на Земле», -- поделился Кампинс. По данным геохимиков, на начальных этапах формирования наша планета прошла период расплавленного состояния, во время которого все собственные органические молекулы должны были распасться. Новое открытие укрепило убежденность многих ученых в том, что органические молекулы, из которых впоследствии образовалась жизнь на Земле, были занесены на нее, к примеру, осколком астероида.
Для оценки правдоподобности подобного сценария астрономам необходимо выяснить, является ли состав поверхности Фемиды типичным для других астероидов. Приоритет в этом должен быть отдан астероидам, попадающим внутрь орбиты Земли. Исследования можно выполнить при помощи новых миссий космических аппаратов, в том числе с высадкой зондов на поверхности космических объектов. Указать на родство воды земной и космической поможет радиоизотопный анализ. «Если найденный лед будет содержать то же количество дейтерия (изотоп водорода, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона), что и земной, это станет сильным аргументом», -- пояснила Джули Кастилло-Роджес, эксперт из Лаборатории реактивного движения в Пасадене.
Впрочем, астрономы не исключают, что Фемида -- не типичный представитель главного пояса астероидов. Не исключено, что она -- гость залетный и сформировалась, как и большинство комет, за орбитой Нептуна. И лишь затем мигрировала во внутренние области Солнечной системы. Но тогда открытие астрономов играет на руку сторонникам вызвавшей немало споров теории Ниццы, утверждающей, что на начальных этапах формирования Солнечной системы планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а также астероиды находились на более удаленных орбитах, а затем мигрировали ближе к Солнцу.
Как бы то ни было, по словам Ривкина «старомодное представление о Солнечной системе, в которой астероиды --это астероиды, а кометы -- это кометы, начинает трещать по швам».
