За допомогою комп’ютерної нанотомографії та трансмісійної електронної мікроскопії дослідники виявили всередині вуглецевого хондрита Саттерз-Мілл рідку воду з розчиненим у ній вуглекислим газом. Рідина була включена у кристал кальциту. Автори статті у журналі Science Advances вважають, що батьківське тіло, від якого відколовся метеорит, сформувалося у зовнішній частині Сонячної системи, а згодом перемістилося до внутрішньої через нестабільність орбіти Юпітера.
Фрагменти метеорита Саттерз-Мілл. Eric James / NASA
Що відомо про воду в Сонячній системі?
Вода у Сонячній системи присутня у великій кількості у формі твердого льоду. Існує особлива відстань від Сонця, що називається сніговою лінією — тут стає достатньо холодно для конденсації летких речовин у крижані зерна. Льоди за сніговою лінією представлені не лише замерзлою водою, але також твердими діоксидом і монооксидом вуглецю. Склад льоду, зафіксованого в примітивних метеоритах, може вказати на його утворення всередині або за сніговою лінією. Більшість із них походять від астероїдів, які утворилися як планетезималі в ранній Сонячній системі, нарощуючи мінерали та лід. У вуглецевих хондритах фіксувалися зміни під впливом розтопленого льоду. Вода у таких тілах здебільшого присутня у вигляді гідроксильних молекул чи молекул води, включених у мінерали, однак рідку воду в них раніше не знаходили.
Яке дослідження провели вчені?
Метеорит Саттерз-Мілл віком близько 4,5 мільярдів років впав на територію США у 2012 році. Він відноситься до класу вуглецевих хондритів. Для аналізу астрономи використали два його невеликих уламки. З них отримали сім кристалів кальциту розміром від 30 до 50 мікронів. За допомогою комп’ютерної томографії вченим вдалося створити тривимірні зображення цих кристалів та проаналізувати їхні включення розміром менше 100 нанометрів. У одому з них науковці відшукали рідку воду з розчиненим у ній вуглекислим газом. Його вміст у рідині становив близько 15%.
Включення нанорозмірів у кристалах кальциту. Akira Tsuchiyama et al.
На що вказує така знахідка?
Подібні включення мають хороші шанси зберегти рідину через їхній невеликий розмір і велику кількість. Вуглекислий газ у цій воді походить від окислення органічних речовин або твердого діоксиду вуглецю, однак перший сценарій робить дуже незначний внесок. Крім того, ступінь термічних змін у цього зразка настільки низький, що від органічних речовин не очікується достатньої кількості вуглекислого газу. Однак замерзлого діоксиду вуглецю було багато в ранній Сонячній системі. Рідина могла була присутня під час водної зміни у внутрішній частині астероїда. Крім того, астрономи встановили, що батьківське тіло, від якого відколовся Саттерз-Мілл, утворилося за сніговою лінією. Дослідники виключають, що метеорит може напряму походити від комети (або суміші комети і силікатного тіла), оскільки у ньому не знайшли монооксиду вуглецю, а ця сполука поширена у кометах. Отже, батьківське тіло повинно було утворитися на відстані, більшій за 3-4 астрономічних одиниць від Сонця, але меншій, ніж 50 астрономічних одиниць. Згодом астероїд транспортувався у внутрішню частину Сонячної системи через нестабільність орбіти Юпітера.