Пояс Койпера: 12 пылинок указывают на скрытый резервуар воды

Что такое пояс Койпера?

Это область за орбитой Нептуна, дальше 30 астрономических единиц от Солнца (одна единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца, около 150 млн км). В отличие от пояса астероидов между Марсом и Юпитером, где преобладают камни и металлы, здесь в основном водяной лёд, замёрзшие метан и аммиак, смешанные с камнем и пылью. Там живёт и Плутон. Астрономы называют пояс морозильником времён рождения Солнечной системы: вещество там не нагревалось и не перерабатывалось так сильно, как ближе к Солнцу.

Как пыль выдала своё происхождение?

Учёные применили электронную микроскопию, химический анализ и точные измерения изотопов кислорода. Важнее всего оказались следы от высокоэнергетических частиц Солнца: это микроскопические повреждения, похожие на шрамы от космического путешествия. Прежние исследования показывали, что их большая плотность может указывать на происхождение из района пояса Койпера. В 12 образцах таких следов много.

Вторая улика связана с изотопами кислорода. В ядре кислорода восемь протонов, а нейтронов бывает разное число: в кислороде-16 их восемь, в кислороде-17 девять, в кислороде-18 десять. Соотношение изотопов работает как отпечаток пальца. У зёрен состав заметно отличался от известных метеоритов.

Первичной воды в зёрнах уже нет, поэтому исследователи по химии минералов и расчётам восстановили свойства жидкости, из которой они возникли. Отношение кислорода-18 к кислороду-16 в ней могло быть примерно на 15% выше, чем в океанской воде на Земле.

Похожие следы раньше находили в минералах одного из первичных метеоритов и в материале, связанном с кометой 67P/Чурюмова, Герасименко. Но было неясно, характерно ли это для всей внешней Солнечной системы.