В поясе Койпера обнаружен древний резервуар тяжёлой воды

Межпланетные пылевые частицы, собранные в стратосфере Земли, указали на существование крупного резервуара воды с тяжёлым кислородом за орбитами газовых гигантов. Анализ изотопного состава минералов в этих частицах подтверждает, что вода во внешней Солнечной системе образовалась в условиях, отличных от земных.

Долгое время учёные предполагали, что льды на окраинах Солнечной системы содержат воду, обогащённую тяжёлыми изотопами кислорода, однако прямых доказательств этого не хватало. Метеориты, которые могли бы рассказать о составе вещества внешних областей, редко сохраняют подобные следы.

Группа исследователей под руководством Линдси Келлер нашла обходной путь. Они обратились к межпланетной пыли, которая оседает в стратосфере Земли. В ходе работы были изучены двенадцать пылевых частиц, собранных на большой высоте.

Чтобы определить происхождение пыли, учёные оценили плотность треков, оставленных солнечными энергетическими частицами. Высокая концентрация таких повреждений характерна для объектов, длительное время находившихся в поясе Эджворта — Койпера, расположенном за орбитами газовых гигантов.

Минералогический анализ показал, что частицы состоят преимущественно из гидратированных минералов. Их образование, по мнению авторов, происходило при низких температурах в результате взаимодействия воды и углекислого газа с первичными безводными минералами.

Ключевым этапом стало измерение изотопного состава кислорода в этих минералах. Оказалось, что вода, участвовавшая в реакции, была обогащена изотопами ¹⁷O и ¹⁸O, а не обычным ¹⁶O. Это служит прямым указанием на существование резервуара «тяжёлой» воды.

Согласно выводу исследователей, полученные данные являются убедительным свидетельством того, что за орбитами газовых гигантов существует крупный резервуар воды с тяжёлым кислородом. Этот резервуар, вероятно, был в значительной степени изолирован от материала внутренней Солнечной системы.

Стоит отметить, что вывод основан на анализе всего двенадцати частиц, а интерпретация опирается на модели образования минералов и привязку пыли к поясу Койпера. Тем не менее, если вывод подтвердится, пыль, оседающая в верхних слоях атмосферы, станет доступным способом изучения древней воды из далёких областей без необходимости отправлять туда космические аппараты.

Результаты работы важны для понимания того, как формировалась вода в Солнечной системе и как она могла попасть на Землю. Дальнейшие исследования помогут уточнить границы этого резервуара и его роль в эволюции планет.