Астрономы впервые нашли воду на «безводных» астероидах

Астероиды Солнечной системы имеют разный химический состав — в зависимости от того, где именно они образовались. Ученые разделяют такие объекты на три основные группы (в них еще есть подгруппы): углеродистые, с водным льдом, железные, и силикатные, считающиеся безводными.

Как правило, каменные астероиды, состоящие из безводных силикатов, формируются ближе к Солнцу, а углеродистые, на которых ученые часто находят следы воды, — в основном в виде водяного льда, дальше от звезды. Чем ближе к светилу объект, тем больше тепла он получает, а под воздействием солнечного излучения водяной лед быстро испаряется. 

Астероиды — скалистые остатки породы, которые не стали частью планет или их спутников на ранних стадиях эволюции Солнечной системы. Изучая такие объекты, ученые могут узнать об условиях, которые существовали миллиарды лет назад, а также о том, как в те далекие времена распределялись химические элементы.

Особый интерес для астрономов представляет вода. Ее поиском на астероидах занимаются исследовательские группы со всего мира. Если понять, как именно вода распределяется на этих телах, можно узнать, как она появилась на Земле.

Астрономы из Юго-Западного научно-исследовательского института (США) рассказали об интригующем открытии: ученые нашли молекулы воды там, где не ожидали, — на безводных каменных астероидах. Результаты работы опубликованы в журнале The Planetary Science Journal.

Во время обработки данных, полученных спектральным прибором FORCAST стратосферной обсерватории SOFIA, внимание исследователей привлекли спектральные сигнатуры в среднем инфракрасном диапазоне четырех силикатных астероидов класса S главного пояса: Ириды, Мельпомены, Парфенопы, Массалии.

После детального анализа специалисты выяснили, что имеют дело с молекулами воды. Ученые заметили их на двух астероидах — Ириде и Массалии. Данные с остальных космических камней оказались слишком «зашумленными», чтобы на их основе можно было сделать однозначный вывод. Исследователи надеются разобраться в этом вопросе в ближайшем будущем с помощью более чувствительных инструментов космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Американские ученые получили спектры электромагнитного излучения, отраженного от материала на поверхности четырех астероидов. На двух из них нашли несколько выраженных областей поглощения. Эти данные чем-то похожи на отпечатки пальцев: они позволяют определить вещества, от которых был отражен свет, а каждая полоса поглощения соответствует определенным молекулам. В случае с астероидами результаты спектрометрического исследования в точности совпали со спектрами ледяных частиц, полученными в одном из крупнейших кратеров в южном полушарии Луны.

«Мы сопоставили наши данные и данные со спутника, которые собрала другая команда. Выяснилось, что обилие воды на астероидах соответствует количеству воды на освещенной стороне Луны. Вода на астероидах может быть как-то химически связана с минералами или может быть растворена в силикатном стекле», — пояснила Анисия Арредондо (Anicia Arredondo), один из авторов исследования.

В ближайшее время Арредондо и ее коллеги изучат еще примерно 30 каменных астероидов на наличие молекул воды с помощью телескопа «Уэбб».

Стратосферную обсерваторию SOFIA использовали для наблюдений в ИК-спектре. Она работала на протяжении 12 лет — с 2010 по 2022 год — и представляла собой совместный проект NASA и Немецкого центра авиации и космонавтики. В отличие от космических обсерваторий, таких как «Хаббл» и «Спитцер», которые выводят в космос с помощью ракет, телескоп SOFIA располагался на борту модифицированного реактивного лайнера Boeing 747, совершавшего регулярные вылеты. 

SOFIA работала в стратосфере на высоте до 14 километров, что выше основной массы водяного пара в атмосфере, который поглощает инфракрасные волны. Благодаря такой высоте SOFIA изучала инфракрасные волны, не достигающие наземных обсерваторий.