Вода кометы 12P/Pons-Brooks совпадает по изотопному составу с земной

18.08.2025 16:43:00 | iXBT.com

Прямые измерения радиотелескопа ALMA показали, что соотношение тяжёлого водорода (дейтерия) к обычному водороду в воде кометы 12P/Pons-Brooks близко к океаническому уровню. По оценке авторов, оно равно примерно 0,017% (около 170 атомов дейтерия на миллион атомов водорода), что в пределах погрешностей совпадает со стандартом океанской воды VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water).

Учёные зарегистрировали в коме спектральные линии H?O и HDO (вода, где один из протонов заменён тяжёлым изотопом дейтерием, это и позволяет судить о D/H). По этим линиям астрономы получили как распределение газа вокруг ядра, так и интенсивности излучения, необходимые для количественных оценок.

Источник: Nielander, CC0

Концентрации молекул и их пространственное распределение в коме исследователи получили по интенсивности спектральных линий и по картам излучения с помощью радиационно-переносной модели и рассчитали, с какой скоростью испаряется вода с кометы и как она рассеивается в облаке газа и пыли вокруг ядра. На этой основе они оценили суммарный поток воды Q(H?O) примерно как 4,7·1029 молекул в секунду, это значение использовали при вычислении отношения HDO/H?O.

Авторы проверили, не исходит ли наблюдаемая вода преимущественно от удалённых, разрушающихся в коме льдинок, — такого источника оказалось недостаточно, чтобы объяснить данные. Для этого вывели так называемую характерную длину производства Lp: это расстояние от ядра, на котором заметно появляется молекула в объёме комы. Для H?O получено Lp < 135 км, для HDO — Lp < 610 км (уровень доверия 99%), что указывает на доминирующий вклад именно поверхности ядра кометы, а не на образование большинства молекул на больших расстояниях от ядра внутри комы.

На картах излучения воды (H?O) и тяжёлой воды (HDO) в комете 12P/Pons-Brooks, полученных радиотелескопом ALMA, показано, как распределены молекулы вокруг ядра кометы. Изображения были обработаны так, чтобы убрать фоновое излучение и выделить только сигналы воды, а центр карты совпадает с самой яркой точкой теплового излучения кометы. Источник: arXiv:2508.05925

Полученное значение D/H у 12P/Pons-Brooks укладывается в нижнюю часть разброса для комет и сходно с результатами по некоторым юпитерианским семействам и по комете 1P/Halley, что расширяет картину: среди комет встречаются объекты с изотопным составом воды, близким к земному. Это важно для двух главных объяснений происхождения воды на Земле — либо часть её действительно могла поступить с комет такого типа, либо на ранних этапах в протопланетном диске происходило перемешивание и переработка льдов так, что на сравнительно близких к Солнцу расстояниях (около 10 астрономических единиц) уже формировалась вода с похожим D/H, как показывают модели турбулентного диска.

Авторы подчёркивают: одно точное измерение — важный, но ещё не окончательный аргумент. Результат служит весомым пополнением статистики по изотопам воды в кометах, однако для окончательных выводов о вкладе комет в появление земной воды и о химии ранней Солнечной системы нужна более широкая выборка и дополнительные молекулярно-химические исследования других комет и их ядер.

Подробнее