Pas Kuipera: 12 ziaren pyłu zdradza ukryty zbiornik wody

Czym jest pas Kuipera?

To obszar za orbitą Neptuna, ponad 30 jednostek astronomicznych od Słońca (jedna jednostka to około 150 mln km). Zamiast skał i metali, jak w pasie planetoid między Marsem a Jowiszem, dominuje tam lód wodny, zamarznięty metan i amoniak wymieszane ze skałami i pyłem. Mieszka tam m.in. Pluton. Astronomowie traktują ten region jak zamrażarkę z początków Układu Słonecznego, bo materiał nie był tak mocno ogrzewany i przetwarzany jak bliżej Słońca.

Jak pył zdradził swoje pochodzenie?

Naukowcy użyli m.in. mikroskopii elektronowej, analizy chemicznej i precyzyjnych pomiarów izotopów tlenu. Kluczowe były ślady po wysokoenergetycznych cząstkach ze Słońca, czyli mikroskopijne uszkodzenia przypominające blizny po podróży. Wcześniejsze badania wskazywały, że ich duża gęstość może oznaczać pochodzenie z rejonu pasa Kuipera. W 12 próbkach takich śladów było dużo.

Drugi trop to izotopy tlenu. Jądro tlenu ma osiem protonów, ale liczba neutronów bywa różna: tlen-16 ma ich osiem, tlen-17 dziewięć, a tlen-18 dziesięć. Proporcje tych izotopów działają jak odcisk palca. Ziarna miały skład wyraźnie inny niż znane meteoryty.

Pierwotnej wody w ziarnach już nie ma, więc badacze odtworzyli jej właściwości z chemii minerałów i obliczeń. Wyszło, że stosunek tlenu-18 do tlenu-16 mógł być w niej o około 15 proc. wyższy niż w wodzie oceanicznej na Ziemi.

Podobne ślady znajdowano wcześniej w minerałach jednego z pierwotnych meteorytów i w materiale związanym z kometą 67P/Czuriumow-Gierasimienko. Nie było jednak jasne, czy to cecha całego zewnętrznego Układu Słonecznego. Teraz próbki z Ziemi dają mocniejszy argument, że tak.