Κομήτες μπορεί να είναι η πηγή του νερού στη Γη

Πηγή: Πανεπιστήμιο της Hawaii, 23 Μαρτίου 2006

Αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει τρεις παγωμένους κομήτες που μπορούν να βοηθήσουν στο να εξηγηθεί πώς σχηματίστηκαν οι ωκεανοί της γης. Αυτοί οι νέοι κομήτες έχουν τροχιές παρόμοιες με τους αστεροειδής, και σχηματίστηκαν στο εσωτερικό θερμό τμήμα του ηλιακού συστήματος (μέσα από την τροχιά του Δία), κι όχι στο εξωτερικό τμήμα πέρα από τον Ποσειδώνα, από όπου προέρχονται οι περισσότεροι κομήτες. Με αυτά τα στοιχεία ενισχύεται η άποψη ότι η κύρια αστεροειδής ζώνη δεν περιέχει σώματα ξηρά, όπως προηγουμένως θεωρούσαμε, αλλά είναι πραγματικά αρκετά πλούσια σε πάγο - μια σημαντική πηγή νερού του πλανήτη μας.

Οι τρεις παγωμένοι κομήτες περιφέρονται μεταξύ των βραχωδών αστεροειδών στην κύρια αστεροειδή ζώνη μεταξύ του Άρη και του Δία, μπορούν έτσι να θεωρηθούν ότι κατέχουν τις ενδείξεις για την προέλευση των γήινων ωκεανών.

Αυτή η ομάδα των κομητών που ανακαλύφθηκε πρόσφατα - ονομάστηκαν ήδη κομήτες της κύριας ζώνης - από τον μεταπτυχιακό σπουδαστή Henry Hsieh και τον καθηγητή David Jewitt  του πανεπιστήμιο της Χαβάης.

Κομήτες και αστεροειδείς

Η θεωρία δέχεται ότι οι κομήτες και οι αστεροειδείς είναι πολύ διαφορετικοί. Και τα δύο είναι αντικείμενα με τροχιές από λίγα έως μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά μας σε όλο το ηλιακό σύστημά μας. Οι κομήτες, εντούτοις, θεωρούνται ότι έχουν δημιουργηθεί στο ψυχρό εξωτερικό ηλιακό σύστημα και συνεπώς περιέχουν πολύ περισσότερο πάγο από τους αστεροειδείς, οι περισσότεροι των οποίων θεωρούνται ότι έχουν σχηματιστεί - πολύ πιο κοντά στον ήλιο - στην αστεροειδή ζώνη μεταξύ του Άρη και του Δία.

Οι κομήτες έχουν, επίσης, τροχιές με μεγάλη επιμήκυνση και γι αυτό δοκιμάζουν μεγάλες αλλαγές της θερμοκρασίας. Όταν λοιπόν ένας κομήτης πλησιάζει τον ήλιο, ο πάγος του θερμαίνεται και εξαχνώνεται (πηγαίνει άμεσα από τον πάγο σε αέριο), σκορπίζοντας αέριο και σκόνη στο διάστημα, κι αυτό δημιουργεί την ουρά του και την ειδική εμφάνιση του. Μακριά από τον ήλιο, η εξάχνωση σταματάει, και ο οποιοσδήποτε υπόλοιπος πάγος μένει παγωμένος μέχρι το επόμενο πέρασμα του κομήτη κοντά στον ήλιο. Αντίθετα, τα αντικείμενα στην αστεροειδή ζώνη έχουν ουσιαστικά κυκλικές τροχιές και αναμένεται λόγω ζέστης να έχει φύγει στην πλειοψηφία του ο πάγος τους στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Ουσιαστικά, αυτοί πρέπει να μοιάζουν με βράχους.

Με την ανακάλυψη αυτών των 'κομητών της κύριας ζώνης', ξέρουμε τώρα ότι δεν αποτελεί τη μόνη περίπτωση, και γι αυτό ο συμβατικός ορισμός των κομητών και αστεροειδών χρειάζεται ξεκαθάρισμα.

Η ύπαρξη αυτών των κομητών της κύριας ζώνης δείχνει ότι οι αστεροειδείς και οι κομήτες είναι πολύ περισσότερο κοντά στη Γη σε σχέση με αυτό που προηγουμένως περιμέναμε και γι αυτό υποστηρίζεται ότι τα παγωμένα αντικείμενα από την κύρια αστεροειδή ζώνη θα μπορούσαν να είναι μια σημαντική πηγή του νερού στη σημερινή Γη.

Οι κρίσιμες παρατηρήσεις έγιναν στις 26 Νοεμβρίου του 2005, χρησιμοποιώντας το Βόρειο Τηλεσκόπιο των Δίδυμων τηλεσκοπίων των 8 μέτρων στο όρος Mauna Kea. Οι Hsieh και Jewitt διαπίστωσαν ότι ένα αντικείμενο που υποδείχθηκε αρχικά ότι ήταν ο αστεροειδής 118401 εκτίνασσε τη σκόνη σαν να ήταν κομήτης. Μαζί με έναν άλλο μυστήριο κομήτη (133P/Elst-Pizarro), που είναι γνωστός επί σχεδόν μια δεκαετία - αλλά ακόμα δεν έχει κατανοηθεί επαρκώς - και έναν άλλο κομήτη (P/2005 U1) που ανακαλύφθηκε έναν ακριβώς μήνα νωρίτερα, ο "αστεροειδής" 118401 σχηματίζει μια εξ ολοκλήρου νέα κατηγορία κομητών.

"Οι κομήτες της κύριας ζώνης είναι μοναδικοί δεδομένου ότι έχουν τροχιές επίπεδες, κυκλικές, σαν τους αστεροειδείς, και όχι τις επιμηκυμένες τροχιές, συχνά με κλίση,  χαρακτηριστικές όλων των άλλων κομητών", εξηγεί ο Hsieh. "Συγχρόνως, η εμφάνισή τους σαν κομήτες τους κάνει αντίθετους από όλους τους άλλους αστεροειδείς που έχουμε παρατηρήσει μέχρι τώρα. Έτσι, δεν εντάσσονται σε καμία κατηγορία."

Και το 1996 και το 2002, ο "κανονικός" κομήτης της κύριας ζώνης, ο 133P/Elst- Pizarro (που ονομάστηκε από τους δύο ερευνητές), φάνηκε να έχει μια μακριά ουρά με σκόνη, χαρακτηριστική των παγωμένων κομητών, παρά την επίπεδη και κυκλική τροχιά του, χαρακτηριστική των ξηρών, βραχωδών αστεροειδών. Και ενώ ήταν το μόνο αντικείμενο της κύριας ζώνης που παρατηρήθηκε ποτέ και είχε την εμφάνιση του κομήτη, εντούτοις, η αληθινή φύση του 133P/Elst- Pizarro παρέμεινε αμφισβητούμενη. Μέχρι βέβαια τώρα.

Παγωμένος αστεροειδής κι όχι κομήτης

"Η ανακάλυψη και των άλλων κομητών της κύριας ζώνης δείχνει ότι το αντικείμενο 133P/Elst- Pizarro δεν είναι το μόνο στην αστεροειδή ζώνη", αναφέρει ο Jewitt.

"Επομένως, αυτό το αντικείμενο είναι πιθανώς ένας συνηθισμένος (αν και παγωμένος) αστεροειδής, και όχι ένας κομήτης από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα, που έχει μετασχηματίσει κάπως τη μορφή της τροχιάς του από αυτή του κομήτη σε μια τροχιά σαν του αστεροειδή. Αυτό σημαίνει ότι κι άλλοι αστεροειδείς θα μπορούσαν να έχουν επίσης πάγο", συνεχίζει.

Η γη θεωρείται ότι έχει σχηματιστεί καυτή και ξηρή, που σημαίνει ότι εξ αιτίας της σημερινής περιεκτικότητας της σε νερό, πρέπει αυτό να της έχει παραδοθεί αφού ψύχθηκε ο πλανήτης. Οι πιθανοί υποψήφιοι για την παροχή αυτού του νερού είναι οι κομήτες και οι αστεροειδείς που συγκρούστηκαν μαζί της. Λόγω της μεγάλης περιεκτικότητας σε πάγο, οι κομήτες αυτοί θεωρούνταν για πολλά χρόνια υποψήφιοι για αυτή την παράδοση του νερού, αλλά η πρόσφατη ανάλυση του νερού στους κομήτες έχει δείξει ότι το νερό των κομητών είναι σημαντικά διαφορετικό από το τυπικό νερό των ωκεανών στη γη.

Ο πάγος των αστεροειδών όμως μπορεί να ταιριάζει καλύτερα με το νερό της γης, αλλά μέχρι τώρα, είχε θεωρηθεί ότι ο οποιοσδήποτε πάγος που μπορεί να περιέχουν είτε είχε φύγει είτε ήταν τόσο βαθιά θαμμένος στους μεγάλους αστεροειδείς ώστε να είναι απρόσιτη για την ανάλυση του. Η ανακάλυψη αυτών των κομητών της κύριας ζώνης σημαίνει ότι αυτό ο πάγος έχει φύγει και ότι είναι ακόμα προσιτό. Οι διάφορες αποστολές των διαστημικών σκαφών στους κομήτες της κύριας ζώνης θα μπορούσαν να δώσουν περισσότερες αναλυτικές πληροφορίες για την περιεκτικότητα σε πάγο και να μας δώσουν στη συνέχεια νέες απόψεις για την προέλευση του νερού, και τελικά της ζωής πάνω στη γη.

Αντιρρήσεις για την θεωρία ότι οι κομήτες αυτοί έφεραν το νερό στη Γη

Ένας όμως ινδός θεωρητικός φυσικός, ο Δρ Raj Baldev, τόνισε ότι η προηγούμενη θεωρία δεν έχει πολύ ισχυρή λογική. Όπως λέει  "η Γη σχηματίστηκε από ένα νέφος σκόνης, σιδήρου, μεταλλευμάτων και αερίων (μέσα στο οποίο υπήρχαν υδρατμοί), τα οποία κάποτε παρασύρθηκαν στο διάστημα και σχημάτισαν ένα σφαιρικό νέφος καυτών αερίων πριν, περίπου, 4.600 εκατομμύρια χρόνια.

"Στην αρχή που η Γη αποτελούταν από ένα παχύ καυτό αεριώδες νέφος, είχε μια σφαιρική μορφή που ήταν σε τροχιά γύρω από τον ήλιο. Αργότερα αυτή η ειδική ατμόσφαιρα άρχισε να ψύχεται και τα πυκνά μεταλλεύματα βυθίστηκαν στο κέντρο και τα ελαφριά στοιχεία διαμόρφωσαν ένα λεπτό βραχώδες φλοιό. Ακολούθως, καθώς έπεφτε η θερμοκρασία του νέφους συμπυκνώθηκε ο υγρός ατμός μέχρι που ψύχθηκε τόσο ο φλοιός, που το νερό γέμισε τα όποια κενά φτιάχνοντας τους ωκεανούς και τις θάλασσες. Έτσι, το κάλυμμα του νέφους έγινε πολύ λεπτό σαν ένα πέπλο, αφήνοντας τις ακτίνες του ήλιου να διαπεράσουν αυτό το πέπλο και να φτάσουν στην επιφάνεια της Γης. Αυτός είναι ο ένας τρόπος να διηγηθούμε την ιστορία της Γης".

"Ο άλλος τρόπος είναι να πούμε ότι η αεριώδης σφαίρα της Γης ήταν μια γιγαντιαία, κόκκινη και καυτή θάλασσα από λειωμένα βράχια - ένας ηφαιστειακός ωκεανός. Η θερμότητα αυτή παρήχθη από τις επαναλαμβανόμενες μεγάλες συγκρούσεις της Γης με μικρούς βράχους, που είχαν μεγάλες ταχύτητες, και έπεφταν συνεχώς διαμορφώνοντας αυτόν τον πλανήτη. Καθώς οι συγκρούσεις έγιναν ολοένα και πιο ασθενείς άρχισε τότε η γη να ψύχεται δημιουργώντας μια λεπτή κρούστα (ο φλοιός) στην επιφάνειά της. Όμως η ψύξη αυτή συνεχίστηκε μέχρι που οι υδρατμοί άρχισαν να δραπετεύουν και να συμπυκνώνονται στη πρώιμη γήινη ατμόσφαιρα. Άρχισαν τότε να σχηματίζονται τα πρώτα νέφη ενώ έπεσαν στην ξηρή Γη και οι πρώτες βροχές. Αυτό έψυξε κι άλλο την επιφάνεια της έως ότου πλημμύρισε με νερό, διαμορφώνοντας τις θάλασσες και τους ωκεανούς. Όπως εξηγεί ο ινδός φυσικός, καθώς η ατμόσφαιρα άρχισε να ψύχεται όλα πήραν το σχήμα τους και σχημάτισαν τον πλανήτη, ενώ το κοίλα τμήματα του γέμισαν με το νερό, που έγιναν αργότερα θάλασσες και ωκεανοί, ενώ συμπυκνώθηκε το αέριο πέπλο", συμπληρώνει ο Δρ Raj Baldev.

Γι αυτό και οι ωκεανοί και οι θάλασσες στη γη δεν προήλθαν από οποιονδήποτε αστεροειδή ή κομήτη, γιατί το νερό ήταν μέσα στο σφαιρικό αεριώδες σύννεφο, το οποίο προέκυψε από τα αέρια και σχημάτισαν τη Γη.

Eντοπίστηκε κομμάτι αρχαίου αστεροειδή

Eνα κομμάτι αστεροειδή μήκους περίπου ενός χιλιομέτρου εντοπίστηκε σε έναν γιγαντιαίο κρατήρα, ηλικίας 145 εκατ. χρόνων, στην Aφρική. Tο απολίθωμα του αστεροειδή, ο οποίος πρέπει να είχε διάμετρο 5 έως 10 χλμ. εντοπίστηκε στον πλάτους 70 χλμ. κρατήρα Mόροκουενγκ, ο οποίο ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του 90, αφού ήταν σκεπασμένος με την άμμο της ερήμου της Kαλαχάρι.

H ανακάλυψη θεωρείται μοναδική, δεδομένου ότι τα μεγάλα αντικείμενα που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της γης λιώνουν εντελώς ή ατμοποιούνται. Yπολογίζεται ότι ένα αντικείμενο 10 χλμ. που μπαίνει σε πορεία σύγκρουσης με τη γη παράγει θερμότητα 1.700 έως 14.000 βαθμών Kελσίου.

Oι πρώτες αναλύσεις έδειξαν ότι η χημική του σύνθεση διαφέρει από οποιαδήποτε άλλα υπολείμματα μετεωριτών έχουν εντοπιστεί στη γη, αφού έχει περισσότερο ουράνιο και νάτριο, αλλά λιγότερο σίδηρο και νικέλιο.

Eτσι, οι επιστήμονες αναρωτιούνται αν οι μετεωρίτες που βομβάρδιζαν τη γη 145 εκατ. χρόνια πριν ήταν διαφορετικοί από αυτούς που συντρίφθηκαν στον πλανήτη μας πιο πρόσφατα