JWST wykrył wodę wokół nietypowej komety. Tego jeszcze nie było

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykrył parę wodną wokół komety znajdującej się w pasie asteroid w Układzie Słonecznym – regionie, gdzie dotychczas co do możliwości występowania tego surowca nie mieli pewności. Obserwacje ujawniły też jednak coś, czego tej komecie nieoczekiwanie brakuje.

Jeszcze asteroida czy już kometa?

Między asteroidami i kometami istnieją dość istotne różnice. Podczas gdy asteroidy to suche zlepki pyłu i skał, asteroidy to kule lodu, które mają warkocze i nadlatują zza orbity Neptuna. Granica między tymi obiektami się jednak coraz bardziej zaciera, a to dlatego, że, jak odkryto, niektóre obiekty zlokalizowane w pasie asteroid między Marsem a Jowiszem od czasu do czasu wytwarzają ogony i komy niczym komety. Takie obiekty nazywa się aktywnymi asteroidami lub kometami pasa głównego.

Od dłuższego czasu podejrzewano, że ogony i komy komet z pasa głównego asteroid zawierają parę wodną. Teraz, dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba udało się to potwierdzić. Jego spektrograf bliskiej podczerwieni, czyli NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph) wykrył wyraźną sygnaturę wody wokół komety 238P/Read.

Zdjęcie komety Reada wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. | Źródło: NASA, ESA, CSA, M. Kelley (University of Maryland), H. Hsieh (Planetary Science Institute), A. Pagan (STScI)

Woda w pasie asteroid

Znaczenie odkrycia dokonanego dzięki JWST jest większe, niż można by się spodziewać. W odległych zakątkach Układu Słonecznego jest wystarczająco zimno, by woda występowała w formie lodu. Z reguły gdy obiekty takie jak komety zbliżają się do Słońca, lód na ich powierzchniach paruje, tworząc wyraźne warkocze i komy charakterystyczne dla tych obiektów. W obrębie pasa asteroid nadal jest jednak stosunkowo ciepło, a więc naukowcy zastanawiali się, czy wodny lód mógł w tym obszarze przetrwać, czy na przestrzeni miliardów lat zdołał już odparować.

„W przeszłości widzieliśmy obiekty w pasie głównym o wszystkich cechach komet, ale tylko z dokładnymi danymi spektralnymi z JWST możemy powiedzieć, że tak, to zdecydowanie wodny lód tworzy ten efekt.”, powiedział Michael Kelley, główny autor pracy naukowej poświęconej odkryciu, opublikowanej w czasopiśmie Nature. „Dzięki obserwacjom komety Reada przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba możemy teraz wykazać, że lód wodny z wczesnego Układu Słonecznego mógł zostać zachowany w pasie asteroid.”

Co ciekawe, obecność pary wodnej to nie jedyne ważne odkrycie dokonane w przypadku komety Reada. Okazuje się bowiem, że kometa ta nie zawiera wykrywalnego dwutlenku węgla. Tymczasem ten związek chemiczny stanowi zwykle około 10% lotnego materiału komety – materiału, który odparowuje za sprawą Słońca, tworząc komę i warkocz.

Graficzna reprezentacja danych zebranych przez instrument NIRSpec Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. | Źródło: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)

Naukowcy mają w kwestii braku dwutlenku węgla dwie hipotezy. Zgodnie z pierwszą kometa Reada mogła powstać w ciepłym regionie Układu Słonecznego, gdzie CO2 nie było. Zgodnie z drugą kometa mogła zawierać trochę dwutlenku węgla, ale ten dawno temu odparował.

„Przebywanie w pasie asteroid przez długi czas mogło do tego doprowadzić. Dwutlenek węgla odparowuje łatwiej niż lód wodny, więc mógł znikać na przestrzeni miliardów lat.”, powiedział Kelley.

Przyszłe obserwacje pozwolą sprawdzić, czy kometa Reada jest anomalią, czy inne komety w pasie głównym asteroid również zawierają parę wodę przy jednoczesnym braku dwutlenku węgla. Jak widać, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ma przed sobą sporo roboty.

Źródło: ESA, fot. tyt. ESA, NASA