De aarde wordt ook wel de “blauwe planeet” genoemd, aangezien ongeveer 70% van haar oppervlak bedekt is met water. Geen enkele andere planeet in ons zonnestelsel kan worden vergeleken met de aarde, hoewel de oceanen en meren over de hele wereld niet de enige waterbronnen in het zonnestelsel zijn. Het grootste deel van het niet-aardse water is echter bevroren. Zo zijn bijvoorbeeld de poolkappen op Mars en sommige manen van Jupiter bedekt met ijs. Op één van de manen van Jupiter, Europa, zijn er zelfs aanwijzingen van oceanen onder het ijs. Verder zijn er veel kometen die door het melkwegstelsel reizen en die bestaan voornamelijk uit ijs en volgens de laatste bevindingen kunnen precies zulke kometen er verantwoordelijk voor zijn dat er water op aarde is – en dus ook leven.
Dankzij de laatste wetenschappelijke bevindingen over kometen worden nu enkele geheimen onthuld over waar al het water op aarde vandaan komt. Op basis van de resultaten van hun onderzoek gaan de onderzoekers ervan uit dat het water van de oceanen van de aarde en het water van veel kometen dezelfde oorsprong heeft. Volgens dit onderzoek is het water van de oceanen afkomstig van kometen die miljarden jaren geleden in botsing kwamen met onze planeet.
Vieze sneeuwballen
Doorslaggevend voor deze bevindingen waren de gegevens van het Stratosferische Observatorium voor Infrarode Astronomie, SOFIA, dat de komeet Wirtanen observeerde toen het in december 2018 de aarde passeerde. Uit de verzamelde gegevens bleek dat deze komeet “oceaanachtig” water bevat. Een vergelijking met informatie over andere kometen suggereert dat “veel meer kometen dan eerder werd gedacht” water aan de aarde hadden kunnen leveren.
“We hebben een groot reservoir met water van het aardse type aan de buitenkant van het zonnestelsel geïdentificeerd”, zegt Darek Lis, een wetenschapper van het NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, en de hoofdauteur van de studie. “Water was cruciaal voor de ontwikkeling van het leven zoals wij dat kennen. We willen niet alleen begrijpen hoe het water van de aarde werd geleverd, maar ook of dit proces kan werken in andere planetenstelsels.”
Nieuwe planeten worden gevormd door de geleidelijke ophoping van puin, stof en gas dat zich in de vorm van een schijf rond een ster ophoopt. Kleine stukjes puin blijven aan elkaar plakken en worden in de loop van de tijd groter om uiteindelijk asteroïden, planetesimalen en planeten te vormen. Restafval blijft achter in gebieden zoals de Kuipergordel, voorbij Neptunus, of de Oortwolk, voorbij Pluto. In deze gebieden ontstaan deze “vieze sneeuwballen” van rots, stof, ijs en andere bevroren chemische stoffen die gedeeltelijk verdampen als ze dichter bij de zon komen en de sporen produceren die op beelden van kometen te zien zijn,” leggen astronomen van de NASA uit.
Verschillende soorten water
Het is nog steeds een mysterie voor de wetenschappers waar dit water op kometen vandaan komt, maar met speciale instrumenten kunnen ze twee soorten water detecteren: gewoon water, H2O, en zwaar water, HDO, dat een extra neutron in een van de waterstofatomen heeft. Als een vergelijking van de twee soorten water nu laat zien dat het water op komeet Wirtanen en in de oceanen dezelfde H2O- en HDO-verhouding heeft, kan men aannemen dat het water van de komeet en het water van de oceanen op aarde dezelfde oorsprong hebben.
Deze vergelijking is echter moeilijk te maken, omdat grond- en ruimtetelescopen kometen alleen zo gedetailleerd kunnen bestuderen als ze dicht genoeg bij de aarde staan. Bezoeken aan kometen zoals Rosetta zijn zeldzaam. Daarom hebben wetenschappers deze verhouding van slechts ongeveer een tiental kometen sinds de jaren tachtig van de vorige eeuw kunnen bestuderen. Bovendien is het moeilijk om het water van een komeet vanaf de aarde te onderzoeken “omdat water in de atmosfeer van de aarde zijn kenmerkende eigenschappen blokkeert”.
Dankzij de grote hoogte waarop SOFIA opereert, was het echter mogelijk om de verhouding tussen regulier en zwaar water in de komeet Wirtanen nauwkeurig te meten en de gegevens toonden aan dat deze verhouding hetzelfde is als de oceanen van de aarde.
Verrassende bevindingen
Bij een verdere vergelijking van de nieuwe SOFIA-gegevens met eerdere studies van kometen vonden ze een verrassende gelijkenis. De verhouding tussen regulier en zwaar water was voor alle kometen gelijk, of ze nu afkomstig waren van de Oortwolk of de Kuipergordel. “In plaats daarvan had het te maken met de hoeveelheid water die vrijkomt uit ijskorrels in de coma van de komeet in vergelijking met de hoeveelheid water die rechtstreeks uit het besneeuwde oppervlak komt. Het lijkt er dus op dat het water op kometen altijd dezelfde verhouding van H2O tot HDO heeft, wat suggereert dat een groot deel van het water in de oceanen van de aarde door kometen geleverd zou kunnen zijn.
“Dit is de eerste keer dat we de verhouding tussen zwaar en normaal water van alle kometen kunnen koppelen aan één enkele factor”, aldus Dominique Bockelée-Morvan, wetenschapper bij het Observatorium van Parijs en het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek en tweede auteur van het artikel. “Misschien moeten we heroverwegen hoe we kometen moeten bestuderen omdat het water dat vrijkomt uit de ijskorrels een betere indicator lijkt te zijn voor de totale waterratio dan het water dat vrijkomt uit het oppervlakte-ijs”.
De onderzoekers zeggen dat verdere onderzoeken nodig zijn om deze bevindingen te bevestigen en na te gaan of ze ook van toepassing zijn op andere kometen. De volgende kans voor dergelijke onderzoeken is in november 2021, wanneer er weer een komeet dicht genoeg bij de aarde komt.
SOFIA
Het Stratosferisch Observatorium voor Infrarode Astronomie is ‘s werelds grootste observatorium in de lucht en een gezamenlijk project van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR) en de National Aeronautics and Space Administration (NASA). Het vliegend observatorium voor het ontvangen van terahertzstraling is een Boeing 747SP-jetliner die is aangepast om een telescoop met een diameter van 106 inch te dragen die op een hoogte van 12 tot 13 kilometer kan worden ingezet. NASA’s Ames Research Center in het Silicon Valley in Californië beheert het SOFIA-programma, de wetenschap en de missieoperaties in samenwerking met de Universities Space Research Association, met het hoofdkantoor in Columbia, Maryland, en het Duitse SOFIA-instituut (DSI) aan de universiteit van Stuttgart. Het vliegtuig wordt onderhouden en beheerd vanuit NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, in Palmdale, Californië.
De laatste bevindingen zijn gepubliceerd in Astronomy and Astrophysics Letters.
Ook interessant:
Duitse astronomen ontdekken 18 exoplaneten ter grootte van de aarde
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
