Российские ученые раскрыли «серебряный» механизм рождения воды на скалах астероидов
Ученые выяснили, как на поверхностях астероидов появляются молекулы воды. По всем законам физики вода должна мгновенно испаряться под воздействием Солнца, но ее молекулы оказываются «запертыми» внутри реголита. Механизм раскрыли специалисты Института космических исследований РАН и МФТИ.
Долгое время считалось, что астероиды — безводные и стерильные объекты. Но в ходе исследований, проведенных с помощью наземных обсерваторий и космических аппаратов, стало ясно: на астероидах, даже S-типа, богатых силикатами, присутствуют молекулы воды.
Согласно традиционной гипотезе, воду на астероиды занесли кометы, состоящие из большого количества льда. В соответствии с такой теорией вода преимущественно присутствовала на тех астероидах, которые находились далеко от Солнца.
Однако гипотеза подвергается сомнению: ученые пытались объяснить синтез прямым воздействием солнечного ветра, но пока эти исследования были безрезультатными. Все дело в том, что поверхность астероида постоянно подвергается ударам маленьких метеоритов, которые дробят породу в реголит.
Солнечный ветер преимущественно состоит из протонов. Протон мог бы внедриться в кристаллическую решетку силиката, например диоксида кремния, и, соединившись с атомом кислорода, образовать гидроксильную группу OH. Однако на практике все сложнее: чтобы родилась полноценная молекула воды, нужен второй протон, который бы попал в ту же самую точку в то же самое время, что маловероятно.
В этой связи ученые ИКИ РАН и МФТИ предложили свой механизм. Протон солнечного ветра проникает в реголит на глубину около 100 нанометров, разрывает связь между кремнием и кислородом в кварцевой решетке и образует временную гидроксильную группу.
При такой схеме не требуется, чтобы два протона солнечного ветра одновременно попали в одну точку на поверхности астероида. Гидроксид серебра — «долгоживущее хранилище», которое будет легко взаимодействовать с еще одним протоном, который попадет в ту же область спустя какое-то время.
«Поскольку серебро в электрохимическом ряду активности стоит значительно правее водорода, протон просто вытесняет металл, объединяясь с гидроксильной группой в молекулу воды, — объяснила младший научный сотрудник ИКИ РАН и ассистент кафедры высшей математики МФТИ Юлия Резниченко. — На выходе мы получаем чистую воду и частицы самородного серебра, инкорпорированные в грунт».
