Hur vanligt är vatten i universum?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Vattnet i ditt glas är det äldsta du någonsin sett i ditt liv; de flesta av dess molekyler är äldre än solen själv. Den dök upp kort efter att de första stjärnorna tändes, och sedan dess har det kosmiska havet drivits av deras termonukleära ugnar. Som en gåva från de forntida stjärnorna fick jorden världshavet och de närliggande planeterna och satelliterna - glaciärer, underjordiska sjöar och globala hav i solsystemet.

1. Big Bang

Väte är nästan lika gammalt som universum självt: dess atomer dök upp så snart temperaturen i det nyfödda universum sjönk så mycket att protoner och elektroner kunde existera. Sedan dess har väte varit det mest utbredda elementet i universum i 14,5 miljarder år, både i massa och i antal atomer. Moln av gas, mestadels väte, fyller hela utrymmet.

2011 upptäckte astronomer en ung, solliknande stjärna i stjärnbilden Perseus, som spydde ut hela fontäner av vatten.

Accelererande i stjärnans kraftfulla magnetfält flydde H20-molekylerna med en hastighet som var 80 gånger hastigheten för en kulspruta från stjärnans inre och förvandlades till vattendroppar. Förmodligen är sådana utstötningar av unga stjärnor en av källorna till materia, inklusive vatten, i det interstellära rymden.

2. Första stjärnorna

Som ett resultat av gravitationskollapsen av moln av väte och helium dök de första stjärnorna upp, inuti vilken termonukleär fusion började och nya grundämnen bildades, inklusive syre.

Syre och väte gav vatten; dess första molekyler kunde ha bildats omedelbart efter de första stjärnornas uppkomst - för 12, 7 miljarder år sedan. I form av mycket spridd gas fyller den det interstellära rymden, kyler ner det och för på så sätt nya stjärnor närmare.

År 2011 hittade astronomer den största rymdreservoaren med vatten. Den upptäcktes i närheten av ett enormt och urgammalt svart hål 12 miljarder ljusår från jorden; det skulle finnas tillräckligt med vatten för att fylla jordens hav 140 biljoner gånger!

Men astronomer var inte mer intresserade av mängden vatten, utan av dess ålder: trots allt indikerar avståndet till molnet att det existerade när universums ålder var en tiondel av nuet. Detta betyder att vattnet redan då fyllde en del av det interstellära rymden.

3. Runt stjärnorna

Vattnet som fanns i gasmolnet som födde stjärnan passerar in i materialet på den protoplanetära skivan och föremål som bildas från den - planeter och asteroider. I slutet av deras liv exploderar de mest massiva stjärnorna till supernovor och lämnar efter sig nebulosor där nya stjärnor exploderar.

Vatten i solsystemet

Forskare tror att det finns två reservoarer för vatten på jorden. 1. På ytan: ånga, vätska, is. Hav, hav, glaciärer, floder, sjöar, luftfuktighet, grundvatten, vatten i levande celler.

Ursprung: vatten från kometer och asteroider som bombarderade jorden för 4, 1-3, 8 miljarder år sedan. 2. Mellan över- och underrocken. Vatten i bunden form i sammansättningen av mineraler. Ursprung: vatten från ett protosolärt moln av interstellär gas, eller, enligt en annan version, vatten från en protosolär nebulosa skapad av en supernovaexplosion.

2011 upptäckte amerikanska geologer i en diamant som kastades till ytan under utbrottet av en brasiliansk vulkan, ett ringwooditmineral med hög vattenhalt.

Det bildades på ett djup av mer än 600 km under jorden, och mineralvattnet fanns i magman som gav upphov till det. Och 2015 kom en annan grupp geologer, som förlitade sig på seismiska data, till slutsatsen att det finns mycket vatten på detta djup - lika mycket som i världshavet på ytan, om inte mer.

Men om man tittar bredare så lånade solsystemets kometer och asteroider sitt vatten från det protosolära molnet av kosmisk gas, vilket betyder att jordens hav och vattnet som är utspridda i magman har en gammal källa.

• Mars:polarisar, säsongsbetonade bäckar, en sjö med salt flytande vatten med en diameter av cirka 20 km på ett djup av cirka 1,5 km.
• Asteroidbälte: vatten finns troligen på asteroidbältets C-klass asteroider, liksom Kuiperbältet och små grupper av asteroider (inklusive den terrestra gruppen) i bunden form. Förekomsten av hydroxylgrupper i mineralerna i asteroiden Bennu har bekräftats, vilket tyder på att mineralerna en gång kom i kontakt med flytande vatten.
• Jupiters månar. Europa: ett hav av flytande vatten under ett lager av is eller trögflytande och rörlig is under ett lager av fast is.
• Ganymedes: kanske inte ett subglacialt hav, utan flera lager av is och saltvatten.
• Callisto: hav under 10 kilometer is.
• Saturnus månar. Mimas: rotationens egenheter kan förklaras av förekomsten av det subglaciala havet eller kärnans oregelbundna (långa) form.
• Enceladus: istjocklek från 10 till 40 km. Gejsrar forsar genom sprickor i isen. Under isen finns ett salt flytande hav.
• Titan: mycket salt hav 50 km under ytan, eller salt is som sträcker sig till satellitens steniga kärna.
• Neptunus månar. Triton: vatten och kväve is och kväve gejsrar på ytan. Det finns sannolikt stora volymer flytande ammoniak i vatten under isen.
• Pluto: Ett flytande hav under fast kväve, metan och koloxider kan förklara dvärgplanetens orbitala anomalier.