Вода на Землі може виникати не лише завдяки постачанню з комет та астероїдів, але і під час самого процесу формування планет. Це підтверджує нове дослідження, яке проливає світло на загадку походження води, що давно цікавить вчених.
Дослідники довгий час дискутували про те, як вода з’явилась на нашій планеті. Одна з поширених теорій стверджує, що вода була занесена на Землю з холодних об’єктів, що обертаються в зовнішній частині нашої Сонячної системи. Інша теорія припускає, що земні матеріали, з яких складається планета, вже містили елементи, необхідні для утворення води. Проте до цього часу остання гіпотеза не була досліджена в умовах, наближених до реальних.
Результати досліджень
У нових експериментах вчені відтворили надвисокий тиск і температуру, які були характерні для ранніх етапів формування планет. В процесі цих випробувань дослідники виявили, що вода може виникати природно в момент формування планет.
Ці результати, опубліковані у рецензованому журналі, змінюють наші уявлення про походження води в космосі і відкривають нові горизонти в пошуках умов, придатних для життя на інших планетах. Як зазначає один із співкерівників дослідження, це відкриття підкреслює, що великі обсяги води можуть утворюватися внаслідок природних процесів формування планет, що, в свою чергу, допоможе спрямувати дослідження на пошук інших світів, де може існувати життя.
З понад 6000 вже виявлених екзопланет у нашій галактиці, найбільш поширеними є sub-Neptune — світи, які перевищують Землю за розмірами, але менші за Нептун. Хоча в нашій Сонячній системі немає таких планет, вчені підозрюють, що вони мають скельну основу, покриту щільними воднями атмосферними оболонками, що робить їх ідеальними кандидатами для вивчення утворення води на ранніх етапах еволюції планет.
Як проводити експеримент
Для дослідження цього процесу команда науковців створила в лабораторії зменшену модель sub-Neptune, використовуючи пристрій, відомий як алмазний прес. Вони стискали зразки розплавленої залізної породи під тиском, що в 600 тисяч разів перевищує атмосферний тиск на Землі, та при температурі понад 4000 градусів Цельсія — умовах, що відтворюють надра молодої планети.
Ці умови моделюють критичний етап формування планет, коли молоді світи навколо зірок оточені щільними сполуками водню. Водень, за словами вчених, діє як “термічна ковдра”, утримуючи тепло та дозволяючи магмовим океанам залишатися розплавленими протягом тривалого часу, впродовж якого газ і розплавлена порода можуть взаємодіяти.
Звідки береться вода
Протягом експериментів дослідники з’ясували, що водень легко розчиняється в розплавленій породі, реагуючи з оксидами заліза, що призводить до утворення значних обсягів води. Ці результати свідчать про те, що вода може з’являтися як природний побічний продукт хімічних реакцій між газом і породою, не потребуючи зовнішнього постачання з комет або астероїдів.
Таким чином, нові дані вказують на те, що вода може бути не рідкісним космічним явищем, а цілком природним наслідком формування планет, що може значно збільшити ймовірність її наявності в інших світах нашої галактики.