Ziemska atmosfera nie ułatwia obserwacji astronomicznych. Para wodna znajdująca się w troposferze pochłania promieniowanie podczerwone. Jeśli chce się prowadzić obserwacje w podczerwieni, najlepiej robić to wysoko ponad powierzchnią planety.  

Pozwalało na to Stratosferyczne Obserwatorium Astronomii Podczerwonej – w skrócie SOFIA. To teleskop o średnicy 2,5 metra umieszczony w samolocie. Konkretnie: na zmodyfikowanym Boeingu 747SP. Boeing wznosił się na wysokość 13,7 km, umożliwiając naukowcom prowadzenie badań w ciągu lotu trwającego 8–9 godzin.  

Jak donoszą naukowcy w pracy opublikowanej w czasopiśmie „The Planetary Science Journal”, dzięki latającemu teleskopowi udało się dokonać przełomowego odkrycia. Po raz pierwszy wykazano, że na powierzchni asteroid znajdują się cząsteczki wody. 

Badania asteroid 

Badacze użyli należącego do SOFII instrumentu FORCAST – kamery średniej podczerwieni – by przyjrzeć się bliżej asteroidom typu S. Do tej klasy zalicza się planetoidy bogate w krzemiany i bliskie Słońcu. Stanowią drugą co do wielkości grupę asteroid. Należy do nich 15-17 proc. wszystkich obiektów tego typu.  

Z pomocą SOFII astronomowie badali asteroidy:

  • Iris,
  • Parthenope,
  • Melpomene,
  • Massalia.

Stwierdzili, że na powierzchni dwóch z nich – Iris i Massalii – znajdują się ślady jednoznacznie wskazujące na obecność cząsteczek wody.  

Odkrycia dokonano dzięki innej naukowej rewelacji sprzed paru lat. − Nasze badania oparliśmy na sukcesie zespołu, który odkrył wodę na oświetlonej Słońcem stronie Księżyca – przyznaje dr Anicia Arredondo, główna autorka pracy. 

Woda po jasne stronie Księżyca 

W 2020 r. wykazano, że woda znajduje się na jasnej stronie Księżyca. Wcześniej sądzono, że woda na Księżycu kryje się jedynie na biegunach satelity oraz we wnętrzu głębokich kraterów, do których nigdy nie dociera światło słoneczne.

Jednak cztery lata temu badacze z NASA wykazali dzięki SOFII, że woda znajduje się również w miejscu, które widzimy z Ziemi gołym okiem. Czyli w kraterze Clavius, położonym w okolicach południowego bieguna Księżyca. 

Jak szacowano, w metrze sześciennym księżycowego gruntu, czyli regolitu, może być ponad 400 cząsteczek wody na milion. Albo inaczej: jedna butelka wody o objętości 0,3 l na metr sześcienny regolitu. Wbrew pozorom to bardzo mało. Nawet na Saharze znajduje się prawie sto razy więcej wody. 

Mniej więcej tyle samo wody znajduje się na Iris i Massalii. − Podobnie jak na Księżycu, na asteroidach woda może również wchodzić w skład minerałów, być absorbowana w krzemianach i zatrzymywana albo rozpuszczana w szkliwie krzemionkowym – wyjaśnia Arredondo. Ten ostatni materiał powstaje ze stopienia piasku w kraterach meteorytowych. 

Woda na asteroidach 

Dlaczego to odkrycie jest ważne? – Asteroidy to pozostałość formowaniu się planet – wyjaśnia badaczka. - Ich skład różni się więc w zależności od tego, gdzie powstały w mgławicy słonecznej – dodaje Arredondo. Planetoidy klasy S powstają blisko Słońca, podczas gdy materiał zawierający lód scala się znacznie dalej od gwiazdy.

Poznanie składu asteroid pozwala więc dowiedzieć się, w jaki sposób różne materiały były rozmieszczone obłoku molekularnym, z którego wyłonił się nasz układ planetarny. To zaś dostarcza wiedzy o innych układach i tych ich częściach, gdzie należy szukać wody oraz potencjalnego życia.  

Odkrywcy wody na asteroidach zamierzają prowadzić dalsze badania innych planetoid – tym razem z wykorzystaniem Teleskopu Webba. Dlaczego nie SOFII? Ponieważ latające obserwatorium od dwóch lat jest na emeryturze.

Po raz ostatni wzbiło się w powietrze we wrześniu 2022 roku. Samolot, na pokładzie którego znajduje się teleskop, trafi do Pima Air & Space Museum w Tuscon w Arizonie. Dane zebrane w czasie jego pracy są jednak nadal analizowane przez naukowców. 

Źródło: The Planetary Science Journal, NASA, Nature Astronomy