Alimlər Günəş sistemində su izləri aşkar ediblər
Alimlər Günəş sisteminin uzaq sərhədlərində milyardlarla il əvvəl mövcud olmuş su ehtiyatına dair izlər aşkarlayıblar.
AFN.az xəbər verir ki, aparılan araşdırmaya əsasən, Kuiper qurşağından Yerə çatan cəmi 12 kosmik toz zərrəciyində ilkin kimyanın izlərini daşıyan və çoxdan yox olmuş suyun qalıqları müəyyən edilib.
Günəş sistemi su ilə olduqca zəngin quruluşa malikdir. Yer səthinin böyük hissəsi maye su ilə örtülsə də, bu miqdar Günəş sistemindəki ümumi su həcmi ilə müqayisədə okeanda bir damla qədərdir. Həmin suyun böyük hissəsi nəhəng planetlərin peyklərində buz şəklində mövcuddur.
Alimlər bu uzaq suyun ən azı bir hissəsinin Yer kürəsindəki sudan tamamilə fərqli növə aid olduğuna dair sübutlar tapıblar. Kuiper qurşağından Yerə çatan azsaylı toz zərrəciklərində ilkin kimyanın izlərini daşıyan, uzun müddət əvvəl yox olmuş suyun qalıqları aşkarlanıb. Bu tapıntı Günəş sisteminin ucqarındakı su ehtiyatının Günəşə daha yaxın bölgələrdə baş verən dəyişikliklərdən təsirlənmədən qorunub saxlandığını göstərir.
NASA-nın Conson Kosmik Mərkəzindən planetoloq Lindsi Kellerin rəhbərlik etdiyi araşdırmaya görə, bu, nəhəng qaz planetlərinin orbitlərindən kənarda, daxili Günəş sistemi materiallarından böyük ölçüdə təcrid olunmuş geniş ağır su ehtiyatının mövcudluğuna dair inandırıcı sübutdur.
Neptunun orbitindən kənarda, Günəşdən təxminən 30 astronomik vahid, yəni Yer ilə Günəş arasındakı məsafənin 30 misli qədər uzaqlıqda yerləşən Kuiper qurşağı Günəş sisteminin əlçatmaz sərhədlərindən biridir. İndiyədək insan istehsalı olan çox az sayda kosmik aparat bu soyuq və qaranlıq bölgələrə çata bilib. Ora getmək illər tələb edir. Həmin bölgəyə zond endirmək və ya Yerə gətirmək üçün nümunələr toplamaq isə astronomik dərəcədə çətin və bahalı olduğundan hələlik real imkan hesab edilmir.
Bu vəziyyət elmi araşdırmalar üçün ciddi maneə yaradır. Çünki Kuiper qurşağındakı buz və qaya parçalarının təxminən 4,5 milyard il əvvəl Günəşin ətrafındakı qaz və toz buludundan formalaşdıqları vaxtdan bəri ilkin Günəş sisteminin ən az dəyişmiş qalıqları arasında olduğu düşünülür.
Lakin alimlər üçün sevindirici məqam ondan ibarətdir ki, Kuiper qurşağındakı bütün materiallar orada qalmır. Gözlə görünməsə də, Günəş sistemi kosmik tozla doludur. Hər il təxminən 5 min 200 ton kosmik toz Yerə düşür və bu tozların bir hissəsi planetimizə çatmaq üçün çox uzun məsafə qət edir.
Keller və həmkarları NASA-nın yüksəklikdə uçan təyyarələri vasitəsilə stratosferdən toplanmış materiallar arasında bu növ 12 toz zərrəciyi aşkar ediblər. Onların hər birinin diametri 10-30 mikrometr arasında olub.
Bu məqamda belə bir sual yaranır: Yer kürəsinin stratosferindən götürülmüş mikron ölçülü toz zərrəciyinin Neptunun orbitindən kənardan gəldiyini necə müəyyən etmək olar? Günəş sistemində bunu anlamaq üçün zərrəciklərin kosmik səyahət zamanı üzərində yaranan izlərdən istifadə edilir. Planetlərarası kosmosda Günəşdən yayılan güclü radiasiyadan qoruyan atmosfer təbəqəsi yoxdur. Günəşdən gələn enerjili hissəciklər kosmosda açıqda qalan toz zərrəciklərinə təsirsiz ötüşmür.
Günəşdən gələn enerjili hissəciklər toz zərrəciyinin içindən keçərkən kristal qəfəs quruluşundakı atomları cüzi şəkildə yerlərindən oynadır və arxalarında aydın izlər buraxırlar. Mexanizmləri fərqli olsa da, bu proses yüklü hissəciyin duman kamerasındakı buxarda iz buraxmasına bənzəyir.
Mineralda belə izlər nə qədər çox toplanıbsa, onun planetlərarası kosmosda sürüklənərək keçirdiyi vaxt da bir o qədər uzun olub. Günəş ətrafında dövr edən toz zərrəcikləri günəş işığının yaratdığı çox zəif sürüklənmə qüvvəsi olan Puantinq-Robertson effektinə məruz qalır. Bu təsir zərrəciklərin tədricən enerji itirməsinə və spiralvari orbit üzrə Günəşə yaxınlaşmasına səbəb olur.
Alimlər bu radiasiya izlərini saymaqla toz zərrəciyinin Günəş sisteminin ən uzaq nöqtələrindən səyahət edə biləcək qədər uzun müddət kosmosda qalıb-qalmadığını hesablaya bilirlər. Keller və komandasının aşkarladığı zərrəciklərdəki izlərin sıxlığının asteroid qurşağından və ya Yupiter ailəsinə aid kometlərdən gələn tozlarda gözləniləndən təxminən 100 dəfə çox olduğu müəyyən edilib. Bu göstərici həmin zərrəciklərin Kuiper qurşağı qədər uzaq bir bölgədən gəldiyi fikri ilə üst-üstə düşür.
Zərrəciklərin mineral tərkibi isə başqa bir ipucu verir və tədqiqatçıların fikrincə, qarşılaşdıqları qədim suyun sirrini özündə saxlayır. Zərrəciklərin karbon baxımından olduqca zəngin olduğu, müəyyən karbonlu meteoritlərdən təxminən dörd dəfə çox karbon ehtiva etdiyi müəyyən edilib. Bu da onların Günəşdən uzaqda, fərqli şəraitdə formalaşdığını göstərən başqa bir əlamətdir.
Bununla yanaşı, zərrəciklərdə onların keçmişi barədə mühüm məlumat verən başqa bir maddə də aşkarlanıb: gil. Zərrəciklərin bir çoxunda saponit və serpantin kimi gil mineralları, eləcə də suyun digər minerallarla kimyəvi reaksiyaya girərək onların tərkibini dəyişməsi nəticəsində yaranan hidratlaşmış minerallar mövcud olub.
Bu tapıntı o deməkdir ki, uzaq keçmişdə toz zərrəciklərinin qopduğu ana göy cisimlərinin daxilində maye su mövcud olub. Kuiper qurşağı bu gün donmuş vəziyyətdə olsa da, radioaktiv parçalanma və ya toqquşmalar nəticəsində yaranan istilik keçmişdə həmin buzlu göy cisimlərinin bəzilərinin daxili hissələrini suyu əritməyə kifayət edəcək qədər qızdırmış və suyun ətrafdakı süxurlarla reaksiyaya girməsinə şərait yaratmış ola bilər.
Sözügedən su çoxdan yoxa çıxıb, lakin 12 zərrəcikdəki minerallar vaxtilə həmin su molekullarının tərkibində olan oksigenin bir hissəsini qoruyub saxlayıb. Oksigen atom nüvələrindəki neytronların sayına görə fərqlənən və izotop adlandırılan müxtəlif növlərdə mövcuddur. Ən geniş yayılmış növü səkkiz proton və səkkiz neytrona malik oksigen-16-dır. Təbiətdə sabit vəziyyətdə mövcud olan daha iki ağır izotop da var: səkkiz proton və doqquz neytrona malik oksigen-17, eləcə də səkkiz proton və on neytrona malik oksigen-18. Bu izotopların nisbi nisbətləri maddənin harada və necə formalaşmasından asılı olaraq dəyişə, onun keçmişinə dair bir növ kimyəvi barmaq izi yarada bilər.
Keller və həmkarları toz zərrəciklərindəki oksigen izotoplarını ölçərkən daha ağır növlərin qeyri-adi dərəcədə yüksək konsentrasiyasını müəyyən ediblər. Tədqiqatçılar hidratlaşmış mineralları əmələ gətirən kimyəvi reaksiyaları yenidən modelləşdirərək bu prosesə səbəb olan suyun izotop tərkibini təxmin edə biliblər.
Əldə olunan nəticələr mineralların ağır oksigen izotoplarını bu izotoplarla son dərəcə zəngin olan sudan aldığını və milyardlarla il əvvəl xarici Günəş sistemində mövcud olmuş qədim su ehtiyatının izlərini qoruduğunu ortaya qoyub. Bu izotop imzası ilkin Günəş sisteminin digər bölgələrində formalaşmış karbonlu meteoritlərdən əldə edilən su göstəricilərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənib. Bu da uzaq Kuiper qurşağındakı suyun Günəşə daha yaxın ərazilərdə baş verən qarışma və kimyəvi dəyişikliklərdən böyük ölçüdə təcrid olunmuş ayrıca ehtiyata aid olduğunu göstərir.
Tədqiqatçıların bu təcrid olunmanın səbəbi ilə bağlı da bir ehtimalı var: nəhəng planetlər. Lakin bu dəfə xarici Günəş sistemindəki ilkin suyun daxili Günəş sisteminə keçməsinin qarşısını alan qalxan rolunu Yupiter deyil, Saturn oynayıb.
İlkin Günəş sisteminin modelləri Saturnun gənc Günəşin ətrafındakı qaz və toz diskində təzyiq təpəsi yaradaraq materialların daxili bölgələrə doğru hərəkətini yavaşlatmış və ya tamamilə dayandırmış ola biləcəyini göstərir. Beləliklə, Saturn buz nəhəngləri ilə birlikdə Günəşə daha yaxın ərazilərdə dövr edən materiallardan fərqli izotop imzasına malik su ehtiyatının qorunmasına kömək etmiş ola bilər.
Alimlər ilkin Günəş sistemində ağır oksigenlə zəngin belə bir su ehtiyatının mövcudluğundan uzun müddətdir şübhələnirdilər, lakin buna dair sübut tapmaq olduqca çətin idi. Tədqiq edilə bilən meteoritlərin əksəriyyəti ilkin izotop imzalarının intensiv qarışma və kimyəvi dəyişikliklər nəticəsində gizləndiyi bölgələrdən gəlir.
İlk baxışda 12 toz zərrəciyi az görünə bilər. Lakin onların qət etdiyi məsafə və toplanma üsulu nəzərə alındıqda bu nümunələr böyük əhəmiyyət daşıyır. Keller və Nyu-York Ştat Universitetindən həmmüəllif Corc Flinn 2022-ci ildə dərc etdikləri məqalədə daxili Günəş sisteminə daxil olan planetlərarası tozun dörddə birinin Kuiper qurşağından gəlmiş ola biləcəyini ehtimal etmişdilər.
Qeyd olunur ki, Yerə fasiləsiz yağan kosmik toz axınının içində səyahət izlərini daşıyan, milyardlarla il ərzində qorunub saxlanaraq evlərin dam novlarına qədər çatan Günəş sisteminin ən qədim dövrlərinə aid saysız-hesabsız başqa parçalar da ola bilər. Sözügedən araşdırma Science Advances jurnalında dərc olunub.
