Gagasan bahwa komet membawa air ke masa awal Bumi tidak lagi disukai dalam dekade terakhir, namun pandangan baru terhadap data dari Badan Antariksa EropaMisi Rosetta ESA ke komet ikonik “bebek karet” telah membuka kembali kemungkinan tersebut.
Air memiliki komposisi kimia yang cukup sederhana: hanya tiga atom (dua hidrogen dan satu oksigen) dalam setiap molekul. Ia juga merupakan salah satu molekul paling melimpah di Bumi, dan lautan di planet kita dipenuhi dengan sekitar satu juta triliun ton cairan.
seperti semua ini air Namun, keberadaannya di Bumi masih menjadi misteri. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa, meskipun proses geologi di bumi mungkin menghasilkan sebagian kecil air, sebagian besar air mungkin diendapkan oleh air. layang-layang salah satu asteroid melalui tabrakan yang berulang dan dahsyat.
Mencari tahu kelompok mana yang bertanggung jawab memerlukan tanda kimia khusus yang muncul karena hidrogen dalam air terdapat dalam dua isotop atau bentuk berbeda. Meskipun sebagian besar atom hidrogen hanya mengandung satu proton dalam intinya, sebagian kecilnya mengandung neutron tambahan. Tanda tangan kimia melibatkan pengukuran jumlah isotop hidrogen yang lebih berat, yang disebut deuterium, relatif terhadap bentuknya yang biasa dan lebih ringan, kuantitas yang disebut rasio deuterium terhadap hidrogen, atau D/H.
“D/H dalam air memberi tahu kita pada suhu berapa es terbentuk dan, dari sana, seberapa jauh komet terbentuk dari Matahari.” Kathleen Mandtilmuwan planet POT dan penulis studi baru yang menjelaskan analisis ulang tersebut, mengatakan kepada LiveScience melalui email. Semakin rendah nilai D/H, semakin jauh jaraknya dari matahari Asteroid atau komet lahir.
Penelitian yang dilakukan dalam beberapa dekade terakhir menunjukkan bahwa rasio D/H di Bumi serupa dengan rasio D/H di banyak asteroid dan segelintir asteroid Komet keluarga Jupiter — sekelompok komet yang melintas dekat matahari kira-kira setiap 20 tahun dan lintasannya diubah oleh gravitasi Yupiter.
Namun nilai D/H komet “bebek karet” 67P/Churyumov-Gerasimenko, yang ditentukan dalam studi tahun 2015, pada dasarnya mengakhiri kasus komet. Rata-rata lebih dari 150 pengukuran dikumpulkan oleh ESA misi roset Selama pertemuan pesawat ruang angkasa dengan komet 67P pada tahun 2014, nilai D/H sekitar tiga kali lipat nilai Bumi. Para peneliti menafsirkan ini sebagai bukti bahwa komet sangat kecil kemungkinannya membawa air ke Bumi.
Hasilnya membingungkan, kata Mandt, karena nilai D/H jauh lebih tinggi dibandingkan komet lain dalam keluarga Jupiter. Lebih jauh lagi, “komet tersebut seharusnya memiliki lebih banyak CO [carbon monoxide] dan N2 [nitrogen] dibandingkan Rosetta, karena es ini juga terbentuk pada suhu yang sangat dingin,” tambahnya.
Untuk memahami rasio D/H komet 67P yang tampaknya tinggi, Mandt dan astronom lain di lembaga penelitian di Amerika Serikat, Prancis, dan Swiss memutuskan untuk menganalisis seluruh kumpulan data Rosetta. Menggunakan teknik statistik inovatif yang dikembangkan oleh Jacob Lustig-Yaeger di Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins, tim mengidentifikasi sinyal yang hanya berasal dari molekul air yang mengandung deuterium, sehingga memungkinkan mereka melakukan pemeriksaan silang sekitar 4.000 pengukuran D/H.
Para peneliti menemukan bahwa nilai D/H sangat bervariasi di sepanjang sumbu panjang komet, tertinggi di dekat “inti” (bagian berbatu yang menyerupai bebek karet) dan menurun di sepanjang ekor.
Variasi ini kemungkinan disebabkan oleh proses yang terjadi di dalam komet, tulis para peneliti dalam penelitian mereka, yang diterbitkan pada 13 November di jurnal Science Advances. Saat komet mendekat matahariPermukaan komet memanas, melepaskan gas bersama dengan partikel debu yang tertutup es ke dalam koma (halo yang berkembang di sekitar inti). Sebelumnya, penelitian laboratorium yang tidak terkait menunjukkan bahwa es yang mengandung deuterium cenderung lebih menempel pada butiran debu dibandingkan es biasa. Para ilmuwan menyadari bahwa butiran debu yang memasuki keadaan koma ini dapat menjelaskan tingginya nilai D/H yang tercatat di sana.
Namun, para peneliti mencatat bahwa partikel debu sekitar 75 mil (120 kilometer) dari inti pada dasarnya kering, yang berarti mereka tidak memiliki es yang diperkaya deuterium yang dapat menyebabkan nilai D/H yang terlalu tinggi. Dengan hanya menggunakan data yang dikumpulkan pada jarak ini, penulis menghitung bahwa nilai D/H aktual komet 67P hanya 1,5 kali lipat nilai D/H Bumi.
Nilai D/H yang direvisi berarti bahwa “semua komet keluarga Jupiter yang telah kami ukur memiliki D/H yang mendekati D/H air bumi,” kata Mandt. Hal ini menyiratkan bahwa komet memainkan peran penting, bukan peran kecil, dalam mengairi bumi. Lebih lanjut, tambahnya, nilai D/H yang lebih rendah menunjukkan bahwa komet 67P lahir lebih dekat dengan Matahari dibandingkan perkiraan para ilmuwan sebelumnya.
