מטיילים מסתוריים: האם אנחנו שותים מים שמסופקים על ידי שביטים אפלים?

מחקר של אוניברסיטת מישיגן מגלה כי עד 60% מהעצמים הקרובים לכדור הארץ עשויים להיות שביטים כהים, המכילים קרח שאולי היה תורם לאספקת המים של כדור הארץ.

עצמים אלה, המשלבים מאפיינים של אסטרואידים ושל שביטים כאחד, מקורם כנראה בחגורת האסטרואידים בין צדק ו מַאְדִים. המחקר מדגיש את האפשרות של קרח מתחת לפני השטח בתוך אסטרואידים ומציע שעצמים אלה יכולים למלא תפקיד בהעברת קרח למערכת השמש הפנימית.

עד 60% מהעצמים הקרובים לכדור הארץ יכולים להיות שביטים אפלים, אסטרואידים מסתוריים המקיפים את השמש במערכת השמש שלנו, שכנראה מכילים או הכילו בעבר קרח ויכולים היו להיות נתיב אחד לאספקת מים לכדור הארץ, לפי מחקר של אוניברסיטת מישיגן .

הממצאים מצביעים על כך שלאסטרואידים בחגורת האסטרואידים, אזור במערכת השמש בערך בין צדק למאדים המכיל חלק גדול מהאסטרואידים הסלעיים של המערכת, יש קרח תת-קרקעי, משהו שנחשד מאז שנות ה-80, לפי אסטר טיילור, UM. סטודנט לתואר שני באסטרונומיה והמחבר הראשי של המחקר.

מסלולים למשלוח קרח

המחקר מראה גם מסלול פוטנציאלי להעברת קרח למערכת השמש הקרובה לכדור הארץ, על פי טיילור. איך כדור הארץ קיבל את מימיו היא שאלה ארוכת שנים.

"אנחנו לא יודעים אם השביטים האפלים האלה העבירו מים לכדור הארץ. אנחנו לא יכולים להגיד את זה. אבל אנחנו יכולים לומר שעדיין יש ויכוח על איך בדיוק הגיעו לכאן המים של כדור הארץ", אמר טיילור. "העבודה שעשינו הראתה שזהו עוד נתיב להוביל קרח ממקום כלשהו בשאר מערכת השמש לסביבת כדור הארץ".

עוד עולה מהמחקר שעצם אחד גדול עשוי להגיע מהשביטים של משפחת צדק, שביטים שמסלוליהם לוקחים אותם קרוב לכוכב הלכת צדק. תוצאות הצוות מתפרסמות בכתב העת איקרוס.

שילוב של מאפייני אסטרואיד ושביט

שביטים אפלים הם קצת תעלומה מכיוון שהם משלבים מאפיינים של אסטרואידים ושל שביטים. אסטרואידים הם גופים סלעיים ללא קרח הסובבים קרוב יותר לשמש, בדרך כלל בתוך מה שנקרא קו הקרח. משמעות הדבר היא שהם קרובים מספיק לשמש כדי שכל קרח שהאסטרואיד נשא יתבצע סובלימציה, או ישתנה מקרח מוצק ישירות לגז.

שביטים הם גופים קפואים שמראים תרדמת מטושטשת, ענן המקיף לעתים קרובות שביט. סובלימציה של קרח נושא איתו אבק ויוצר את הענן. בנוסף, לשביטים יש בדרך כלל תאוצות קלות המונעות לא על ידי כוח הכבידה, אלא על ידי סובלימציה של קרח, הנקראות תאוצות לא כבידה.

הערכת שיעור השביטים האפלים

המחקר בדק שבעה שביטים אפלים ומעריך שבין 0.5 ל-60% מכל העצמים הקרובים לכדור הארץ יכולים להיות שביטים אפלים, שאין להם תרדמת אבל יש להם תאוצות לא כבידה. החוקרים גם מציעים כי השביטים הכהים הללו מגיעים ככל הנראה מחגורת האסטרואידים, ומכיוון שלשביטים הכהים הללו יש תאוצות לא כבידה, ממצאי המחקר מראים כי אסטרואידים בחגורת האסטרואידים מכילים קרח.

"אנחנו חושבים שהעצמים האלה הגיעו מחגורת האסטרואידים הראשית הפנימית ו/או החיצונית, והמשמעות של זה היא שזהו עוד מנגנון להכנסת קצת קרח למערכת השמש הפנימית", אמר טיילור. "ייתכן שיש יותר קרח בחגורה הראשית הפנימית ממה שחשבנו. אולי יש עוד חפצים כאלה בחוץ. זה יכול להיות חלק ניכר מהאוכלוסייה הקרובה ביותר. אנחנו לא באמת יודעים, אבל יש לנו עוד הרבה שאלות בגלל הממצאים האלה".

מקורות ודינמיקה של שביטים אפלים

בעבודה קודמת, צוות חוקרים כולל טיילור זיהה תאוצות לא כבידה על קבוצה של עצמים קרובים לכדור הארץ, וכינו אותם "שביטים אפלים". הם קבעו שהתאוצות הלא-כבידתיות של השביטים האפלים הן ככל הנראה תוצאה של כמויות קטנות של סובלימציה של קרח.

בעבודה הנוכחית, טיילור ועמיתיהם רצו לגלות מהיכן הגיעו השביטים האפלים.

"עצמים קרובים לכדור הארץ אינם נשארים במסלוליהם הנוכחיים זמן רב מאוד מכיוון שהסביבה הקרובה לכדור הארץ מבולגנת", אמרו. "הם נשארים רק בסביבה הקרובה לכדור הארץ כ-10 מיליון שנה. בגלל שמערכת השמש הרבה יותר ישנה מזה, זה אומר שאובייקטים קרובים לכדור הארץ מגיעים מאיפשהו – שאנחנו כל הזמן מוזנים עצמים קרובים לכדור הארץ ממקור אחר, הרבה יותר גדול".

דוגמנות מסלולי שביט אפל

כדי לקבוע את מקור אוכלוסיית השביט האפל הזו, טיילור ומחבריהם יצרו מודלים דינמיים שהקצו תאוצות לא כבידה לעצמים מאוכלוסיות שונות. לאחר מכן, הם יצרו מודל של נתיב שאובייקטים אלה ילכו בעקבות התאוצות הלא-כבידתיות שהוקצו על פני תקופה של 100,000 שנים. החוקרים הבחינו שרבים מהעצמים הללו הגיעו למקום שבו נמצאים היום כוכבי שביט כהים, וגילו שמבין כל המקורות הפוטנציאליים, חגורת האסטרואידים הראשית היא מקום המוצא הסביר ביותר.

אחד השביטים האפלים הנקראים 2003 RM, שעובר במסלול אליפטי קרוב לכדור הארץ, ואז יוצא אל צדק וחוזר על פני כדור הארץ, הולך באותו נתיב שהיה צפוי משביט משפחת צדק, אומר טיילור – כלומר מיקומו עולה בקנה אחד עם שביט שהופל פנימה ממסלולו.

תפקידו של הקרח בדינמיקת השביט האפל

בינתיים, המחקר מגלה כי שאר השביטים הכהים הגיעו ככל הנראה מהרצועה הפנימית של חגורת האסטרואידים. מכיוון שלשביטים הכהים יש כנראה קרח, זה מראה שקרח קיים בחגורה הראשית הפנימית.

לאחר מכן, החוקרים יישמו תיאוריה שהוצעה בעבר על אוכלוסיית השביטים הכהים שלהם כדי לקבוע מדוע העצמים כה קטנים ומסתובבים במהירות. שביטים הם מבנים סלעיים המחוברים יחד בקרח – דמיינו קוביית קרח מלוכלכת, אומר טיילור. ברגע שהם נחבטים בקו הקרח של מערכת השמש, הקרח הזה מתחיל להוריד גז. זה גורם לתאוצה של האובייקט, אבל זה יכול גם לגרום לאובייקט להסתובב די מהר – מהר מספיק כדי שהאובייקט יתפרק.

"לחלקים האלה יהיה גם קרח, אז הם גם יסתובבו מהר יותר ויותר עד שהם ישברו לחתיכות נוספות", אמר טיילור. "אתה יכול פשוט להמשיך לעשות את זה ככל שאתה הולך וקטן יותר ויותר. מה שאנחנו מציעים הוא שהדרך שבה אתה משיג את החפצים הקטנים והמהירים האלה, זה שאתה לוקח כמה חפצים גדולים יותר ושובר אותם לחתיכות."

בזמן שזה קורה, העצמים ממשיכים לאבד את הקרח שלהם, להצטמצם עוד יותר ולהסתובב מהר יותר.

החוקרים מאמינים שבעוד שהשביט האפל הגדול יותר, 2003 RM, היה ככל הנראה חפץ גדול יותר שנבעט מהחגורה הראשית החיצונית של חגורת האסטרואידים, ששת העצמים האחרים שהם בחנו הגיעו ככל הנראה מהחגורה הראשית הפנימית ויוצרו על ידי חפץ שנפל פנימה ואז התפרק.