1733922357
2024-12-11 13:00:00
L’生命にとって不可欠な要素である陸水の起源は、科学者にとって依然として謎です。私たちの惑星は太陽系内の水の氷のない領域で、乾燥した岩石から形成されましたが、 フランスの研究者によって開発された新しい理論 それがどのようにして私たちが知っている青い惑星になったのかを説明できるかもしれません。
古典的な説明には、複雑な重力機構によって地球に向けられた小惑星や彗星の激しい衝突が含まれます。しかし、パリ PSL 天文台とグローブ物理学研究所の研究者チームは今日、根本的に異なるシナリオ、つまり宇宙の「蒸気浴」のシナリオを提案しています。太陽系外に居住可能な惑星を探求する上で、大きな変革をもたらす可能性のある理論。
パリ天文台の宇宙研究・天体物理学計測研究所 (LESIA) の天体物理学者、クエンティン・クラルの心にこのアイデアが芽生えたのは、他の恒星系を研究しているときでした。 「私の研究テーマは、地球に水を供給していると疑われる主要な小惑星帯よりも寒くて遠いカイパー型デブリ帯に焦点を当てています」と研究者は説明する。
チリのアタカマ砂漠に設置されたアルマ電波望遠鏡で行われた観測により、これらの遠く離れたベルトからガス、この場合は一酸化炭素が放出されていることが明らかになりました。この発見は天体物理学者に考えさせた。もしこれらの遠く離れた帯がガス抜きするなら、おそらく私たちの太陽系の火星と木星の間にある小惑星帯のように、その星に近い小惑星帯も若い頃にこの現象を経験しているのではないか。
「しかし、星からこの距離では、小惑星はこの方法で一酸化炭素を脱気することができませんでした。一酸化炭素は揮発性が高すぎて長く生き残ることができませんでした。一方、小惑星に存在する水の氷は、熱の影響で蒸気に変化することができました」と研究者は説明します。小惑星帯の最近の観測によって裏付けられた仮説。はやぶさ2とOSIRIS-REx宇宙ミッションは、これらの天体をサンプリングするために密接に訪問し、その表面に大量の水和鉱物が存在することを明らかにしました。
しかし、現在では、ベルト内最大の天体であるケレスを除いて、これらの小惑星にはもはや水の氷の痕跡は存在しません。 「これらの水和した鉱物は、若い頃にこれらの物体に水の氷があったに違いないことを証明しています。そして、それは今日ではもう存在しないので、いつかは絶対に昇華されたに違いありません」と天体物理学者は強調します。
「最もシンプルな解決策が最善であることが多い」
しかし、小惑星に存在するこの水の氷はどのようにして地球の海を形成することになるのでしょうか? 「最初、小惑星は、ガスが含まれているため繭のように機能する、いわゆる原始惑星系円盤の中で生まれます。ガスは、少量の太陽放射が内部に浸透してこれらの小さな天体に到達するのをある程度妨げます」とクエンティン・クラールは説明します。このような条件下では、小惑星は水の氷が蓄積するほど低温のままです。 「しかし、この繭が数百万年後に消滅すると、太陽放射が小惑星に直接当たり、小惑星が加熱され、氷が昇華し始めるでしょう。 »
その後、決定的な出来事が起こります。それは、誕生後 2,000 万年から 3,000 万年の間に、若い太陽の明るさが突然増加することです。 「これは、小惑星帯からの水の氷が最大限に放出される時期です」と研究者は述べています。その後、この水蒸気は円盤を形成し、徐々に太陽系全体に広がり、地球や他の惑星に到達し、重力のおかげでその一部を捕らえます。
このシナリオは、科学者が地球の歴史の年表について知っていると考えていることとよく一致します。 「ミネラルが示すのは、 水は私たちの地球上にごく初期から存在していました1億年前に」と研究者は説明します。 「したがって、太陽の誕生後 2,000 万年から 3,000 万年の間にその大部分が地球に到達したことを示す私たちのモデルは、非常によく適合します。 »
このメカニズムには単純さという利点もあります。 「しかし、物理学では、すべてのボルトを適切なタイミングで適切な場所で適切に締めて、観測結果を得るために、賢い調整をしなくても機能するものが好まれます」とクエンティン・クラール氏は強調します。 「これは私たちがオッカムの剃刀と呼んでいるもので、最も単純な解決策が最善であることがよくあります。 »
これまで述べた衝突シナリオでは、非常に正確な出来事のカスケード、つまり小惑星を適切なタイミングで十分な量で地球に向けて誘導するための複雑な重力擾乱を想像することが実際に必要である。 「私たちが提案しているメカニズムは、導入するのがはるかに自然です。小惑星の水の氷を地球に持ち帰るために、小惑星を地球に衝突させる必要はありません。 »
居住可能な惑星の探索に光を当てる予測
この新しい理論は、太陽系における惑星の特定の歴史を超えて、居住可能な惑星の探索にも革命をもたらす可能性があります。正確な一連の出来事に依存しすぎて他の場所に転用できない衝突シナリオとは異なり、このより自然なメカニズムは多くの惑星系で機能している可能性があります。
「太陽系についてこの研究を行ったので、他の恒星の周囲の他の系をもう少し詳しく調べて予測できるようになります」と天体物理学者は熱心に語ります。 「ねえ、この星系にはそのような小惑星帯があるので、それが非常に多くの水を生成したと予測されます。したがって、その距離にある惑星はそのような量を捕らえたに違いありません。 » この予測により、「生命の発達に不可欠な要素」である液体の水が存在する可能性が高い惑星をより適切に標的にすることが可能になります。 »
発見するには
答え
この仮説を検証するために、研究チームはすでに、太陽よりも若い他の恒星の周りで水蒸気を放出する小惑星帯の痕跡を探し始めている。そして、このために、Alma は理想的な機器であることがわかりました。このタイプの観測ではジェームズ ウェッブ望遠鏡よりも感度が高いため、チリの電波望遠鏡は、たとえ密度が高くなくても、これらの蒸気風呂を検出できるはずです。
最初の観測はすでに要求時間の 13% に相当し、実行されています。 「私たちは次に何が起こるかを今か今かと待っています。通常はクリスマス前です」とクエンティン・クラルは打ち明けます。実際、この現象を他の場所で検出できれば、これが確かに水が地球に到達した方法であることが確認されるだけでなく、それが宇宙で生命が発達した可能性のある他のオアシスを発見する確率に影響を与える普遍的なプロセスであることも実証されます。
#新理論で解明される陸水の起源