Dvanaest mikroskopskih zrnaca prašine, prikupljenih u Zemljinoj stratosferi NASA-inim zrakoplovima, nosi kemijski trag vode obogaćene težim izotopima kisika. Ta zrnca, prema novoj analizi, potječu iz Kuiperova pojasa, predjela ledenih tijela iza Neptunove putanje, i upućuju na praiskonski spremnik takve vode u vanjskom Sunčevu sustavu, kakav su teorije odavno predviđale, ali rijetko mogle izravno provjeriti.
Istraživanje je vodio Lindsay P. Keller iz NASA-ina Johnsonova svemirskog centra, uz suradnike među kojima su Christopher J. Snead, Ming-Chang Liu i Kevin D. McKeegan. Rezultate su opisali u časopisu Science Advances. Ovdje se ne misli na uobičajenu tešku vodu s deuterijem, nego na vodu čiji kisik ima devet ili deset neutrona umjesto uobičajenih osam.
Kako zrnce otkriva odakle je došlo
U nekim zrncima međuplanetarne prašine već su ranije uočeni gusto zbijeni tragovi koje ostavljaju energetski dijelovi Sunčeva zračenja. Takva gustoća oštećenja upućuje na dugo izlaganje u vanjskom Sunčevu sustavu, pa se takva zrnca povezuju s tijelima Kuiperova pojasa. Keller i suradnici na 12 takvih zrnaca primijenili su elektronsku mikroskopiju, kemijsku analizu i mjerenje izotopa kisika.
Minerali gline, ponajprije saponit, pokazuju da je unutar matičnih tijela došlo do reakcije stijene s vodom na niskim temperaturama. Izravno mjerenje same vode nije bilo moguće. Izotopni sastav kisika u mineralima ipak se razlikuje od onoga u poznatim meteoritima koji su također pretrpjeli vodenu preradu, što upućuje na drugi izvor vode.
Gornja procjena, ne izravno mjerenje
Modelni izračun, koji iz sastava minerala rekonstruira vodu koja ih je preoblikovala, daje gornju procjenu: omjer kisika-18 i kisika-16 u toj vodi bio bi otprilike 15 posto viši od standarda zemaljskih oceana. Autori to izričito navode kao gornju granicu temeljenu na modelu, a ne kao izravno izmjerenu vrijednost.
NASA-ina misija Genesis 2011. pokazala je da Sunce sadrži razmjerno više lakog kisika nego Zemlja i većina meteorita. To je, uz nalaze u mineralima jednog primitivnog meteorita i u kometu 67P, već ranije upućivalo na mogućnost da led u vanjskom Sunčevu sustavu nosi više teškog kisika. Novi uzorak to podupire na zrncima za koja se, po tragovima zračenja, može reći da dolaze iz Kuiperova pojasa. Kozmos je nedavno, također kroz izotope, pisao o aminokiselini s asteroida Bennu i meteorita Murchison, gdje je raspored izotopa otkrio razlike koje prosjek nije pokazao.
Zašto se spremnici nisu izmiješali
Kemijske razlike između čestica iz unutarnjeg i vanjskog Sunčeva sustava upućuju na to da se taj udaljeni spremnik nije mnogo miješao s tvari bliže Suncu. Autori smatraju da je pregradu najvjerojatnije postavio Saturn, možda uz Uran i Neptun. Hidrodinamičke simulacije predviđaju prag tlaka izvan Saturnove putanje u prvih nekoliko milijuna godina Sunčeva sustava, koji je usporio ili zaustavio spiralno kretanje čestica prema unutra.
Autori zaključuju da rezultati daju uvjerljiv trag velikog spremnika vode obogaćene težim izotopima kisika izvan putanja plinovitih divova. Letjelica New Horizons, o čijem smo nedavnom buđenju na rubu Sunčeva sustava već pisali, i dalje se kreće kroz isti predio iz kojeg ova prašina potječe. Izravni uzorci s nekog tijela Kuiperova pojasa i dalje nedostaju, pa će sljedeće provjere ovisiti o novim zrncima koja stignu do Zemljine atmosfere, i o preciznijim modelima vodene prerade.
