A James Webb-űrteleszkóp egy újabb régóta kutatott tudományos áttörést tett lehetővé, ezúttal a Naprendszer kutatói számára, akik a Föld bőséges vizének eredetét vizsgálják. A csillagászok a Webb NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) műszerével először erősítették meg gáz, különösen is vízgőz jelenlétét egy, a főövben található üstökös körül, ami azt jelzi, hogy az ősi Naprendszerből származó vízjég megőrizhető ebben a távolságban is. A víz sikeres észlelésével viszont egy újabb fejtörővel is szembesültek a tudósok: a többi üstököstől eltérően a 238P/Read-üstökösben nem volt kimutatható szén-dioxid.

A 238P/Read-üstökös a James Webb-űrtávcső NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) műszerével 2022. szeptember 8-án készített képén.

„Vízáztatta világunk, amely hemzseg az élettől, és amennyire tudjuk egyedülálló az univerzumban, egyben rejtélyes is, mivel nem vagyunk biztosak benne, hogyan került ide ez a sok víz” – mondta Stefanie Milam, a Webb bolygókutatási projektjének kutatója és a felfedezésről beszámoló tanulmány társszerzője. „A Naprendszer vízeloszlás-történetének megértése segít más bolygórendszerek megértésében, és abban, hogy azok képesek lesznek-e egy Földhöz hasonló bolygó befogadására” – tette hozzá.

A Read-üstökös egy főövi üstökös, olyan objektum, amely a fő aszteroidaövben található, de időnként haló vagy kóma és csóva jelenik meg körülötte, mint ahogy az az üstökösöknél megszokott. Maguk a főövi üstökösök meglehetősen új osztályt képeznek, és a Read-üstökös egyike volt annak a három üstökösnek, amelyeket az akkor még új osztály létrehozásához használtak. Ezt megelőzően az üstökösökről úgy gondolták, hogy a Neptunusz pályáján túl tartózkodtak, a Kuiper-övben és az Oort-felhőben, ahol a jeget a Naptól távolabb is meg tudták őrizni. A Naphoz közeledve az elpárolgó fagyott anyag adja az üstökösök jellegzetes kómáját és csóváját, megkülönböztetve őket az aszteroidáktól. A tudósok régóta feltételezik, hogy a melegebb aszteroidaövben, a Jupiter pályáján belül is megőrizhető a vízjég, de végleges bizonyítékuk nem volt egészen a Webb méréséig.

A spektrumok grafikus bemutatása rávilágít a kulcsfontosságú hasonlóságra és különbségre a Webb NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) műszerével 2022-ben a 238P/Read üstökösről, valamint a NASA Deep Impact 2010-es küldetése által a 103P/Hartley 2 üstökösről készített megfigyelések között. Mindkettő határozott csúcsokat mutat a spektrum azon területén, amely a vízzel kapcsolatos. (Forrás: NASA, ESA, CSA, and J. Olmsted (STScI))

„A múltban láttunk olyan objektumokat a főövben, amelyek az üstökösök összes jellemzőjét mutatták, de csak a Webbtől kapott pontos spektrális adatok alapján mondhatjuk azt, hogy igen, ezt a hatást egyértelműen a vízjég okozza” – magyarázta Michael Kelley csillagász. a Marylandi Egyetem munkatársa, a tanulmány vezető szerzője.

„A Read-üstökös Webb által végzett megfigyeléseivel most bebizonyíthatjuk, hogy a korai Naprendszerből származó vízjég megőrizhető az aszteroidaövben is” – mondta Kelley.

A hiányzó szén-dioxid nagyobb meglepetés volt. A szén-dioxid általában az üstökösben lévő illékony anyagok körülbelül 10 százalékát teszik ki, amelyet a Nap hője könnyen elpárologtat. A kutatócsoport két lehetséges magyarázatot mutat be a szén-dioxid hiányára. Az egyik lehetőség az, hogy kialakulásakor a Read-üstökösben még volt szén-dioxid, de a magas hőmérséklet miatt elvesztette.

A 238P/Read-üstökös művészi koncepciója azt mutatja, hogy a főövi üstökös vízjege szublimál, ahogy pályája közledik a Naphoz. (Forrás: NASA, ESA)

„Az aszteroidaövben való hosszú idejű tartózkodás alatt a szén-dioxid könnyebben elpárologhat, mint a vízjég, és az évmilliárdok alatt elszivároghat” – mondta Kelley. Alternatív magyarázat lehet, hogy a Read-üstökös a Naprendszer egy olyan különösen meleg részében alakulhatott ki, ahol nem állt rendelkezésre szén-dioxid.

A kutatás következő lépése túlmutat csupán a Read-üstökös vizsgálatán, a cél az, hogy megnézzék hogyan viszonyulnak egymáshoz más főövi üstökösök – mondja Heidi Hammel csillagász, az Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) munkatársa, a Webb által a naprendszerbeli objektumokra vonatkozó garantált idő megfigyelések vezetője és a tanulmány társszerzője. „Ezek az objektumok az aszteroidaövben kicsik és halványak, de a Webb segítségével végre láthatjuk, mi történik velük, és levonhatunk néhány következtetést. Vajon a többi főövi üstökösben is hiányzik a szén-dioxid? Akárhogy is, izgalmas lesz ezt megtudni” – mondta Hammel.

A tanulmány másik társszerzője, Milam felvetette annak lehetőségét, hogy a kutatást még közelebb vigye otthonunkhoz. „Most, hogy Webb megerősítette, hogy a víz az aszteroidaöv közelségében is megmarad, lenyűgöző lenne egy mintagyűjtő küldetéssel nyomon követni ezt a felfedezést, és megtudni, miről mesélnek a főövi üstökösök.”

Forrás: www.nasa.gov