Uniwersytet Jagielloński otrzymał 3 miliony euro na własną misję kosmiczną. Co chcą badać naukowcy z Krakowa?

Misja HYADES nawiązuje nazwą do mitologicznych nimf, których pojawienie się zwiastowało deszcz. Woda jest tutaj bowiem kluczowa. To właśnie jej ma wypatrywać kosmiczny teleskop, który skieruje swoje oko ku małym ciałom niebieskim Układu Słonecznego. Zdaniem badaczy z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego, obserwacje wodoru i deuteru wokół tego typu ciał niebieskich mogą pomóc ustalić, skąd wzięła się woda na naszej planecie.

Niegdyś uznawano, że H₂O jest czymś rzadkim w kosmosie. Obserwacje księżyców gazowych olbrzymów, komet, a nawet pozornie suchych miejsc, jak Mars i ziemski Księżyc udowodniły jednak, że cząsteczki wody występują w kosmosie powszechnie. Szczególnie komety są bardzo bogate w wodę.

Jedna z hipotez głosi, że woda na Ziemi pojawiła się w okresie tzw. Wielkiego Bombardowania. Doszło do niego około 4,2–3,8 mld lat temu, gdy we wciąż młodą, lecz już chłodna Ziemię, uderzały bogate w wodę planetoidy i inne krążące w młodym Układzie Słonecznym okruchy lodowo-skalne.

Skąd się wzięła woda w kosmosie?

Były to prawdopodobnie bogate w węgiel planetoidy typu C, jakie można dziś spotkać w pobliżu Jowisza i Saturna. Ważną rolę w tworzeniu się wody odgrywał tzw. wiatr słoneczny – stały strumień naładowanych elektrycznie cząstek wypływających z korony słonecznej w przestrzeń międzyplanetarną. Składa się on głównie z jonów wodoru, które osadzały się na ziarnach pyłów w dysku protoplanetarnym. Tam łączyły się z tlenem, co w rezultacie dawało wodę.

Zaskakująca hipoteza: Księżyc od miliardów lat sekretnie podkrada wodę z Ziemi

Skąd się wzięła woda na Księżycu? Dotychczas zakładano, że jej źródłem były asteroidy uderzające w naszego naturalnego satelitę. Naukowcy zaproponowali właśnie dodatkowe wyjaśnieni...

Jednak bezpośrednie obserwacje wody znajdującej się na planetoidach i kometach są bardzo utrudnione. – Znacznie łatwiej jest zaobserwować atomy wodoru uwolnione w gazowych otoczkach komet wskutek rozpadu cząsteczek wody – twierdzi dr Michał Drahus, kierownik projektu HYADES.

Komety jako źródło wody

Takie atomy emitują bardzo dużą ilość światła poprzez tzw. linię Lyman alfa. To czyni z nich niezwykle czuły „detektor” kometarnej wody. Zarówno tej zwykłej, jak i jej cięższych wariantów, o których obecności świadczy deuter – stabilny izotop wodoru.

Ale obserwacje kometarnej linii Lyman alfa również nie należą do prostych ze względu na to, że znajduje się ona w zakresie dalekiego ultrafioletu pochłanianego przez ziemską atmosferę. Właśnie dlatego konieczne jest wyniesienie instrumentów ponad granicę ziemskiej atmosfery, czyli w kosmos.

– Przede wszystkim przetestujemy różne grupy komet jako możliwe źródło wody na Ziemi – twierdzi dr Drahus. Zespół krakowskich badaczy zamierza wyznaczyć stosunek deuteru, czyli cięższego izotopu wodoru do podstawowego izotopu wodoru w obserwowanych kometach. Uczeni sprawdzą, czy te wartości zgadzają się ze składem izotopowym wody w ziemskich oceanach.

Komety, planetoidy i obiekty spoza świata

– W ciągu ostatnich 35 lat podobne badania przeprowadzono z największym trudem dla 12 komet i uzyskano niejednoznaczne wyniki – powiedział dr Drahus. – My w ramach projektu HYADES przebadamy pod tym kątem około 50 komet i to w zaledwie trzy lata! – dodaje astronom. Badania prowadzone dzięki obserwatorium HYADES mają pozwolić również określić miejsce i czas powstania komet podczas formowania się Układu Słonecznego.

Inną częścią badań będą poszukiwania nieznanych dotąd zasobów wody w Układzie Słonecznym. Badacze zamierzają wziąć pod lupę m.in. grupę planetoid przypominających swym wyglądem komety. Przekonują, że informacje na temat sublimacji lodu wodnego z tych ciał dadzą unikatowy wgląd w zawartość wody w pasie głównym planetoid. I być może pozwolą odpowiedzieć na pytanie, skąd wzięły się ziemskie oceany.

Ale krakowskich badaczy nie interesują wyłącznie obiekty Układu Słonecznego. Mają nadzieję zbadać również przybyszów spoza naszego świata, podobnych do odkrytej w 2017 roku planetoidy lub jądra kometarnego o nazwie Oumuamua.

Kosmici odwiedzili nas w 2017 i wrócą – twierdzi profesor z Harvardu

Obiekt będący wytworem pozaziemskiej zaawansowanej cywilizacji przemknął w pobliżu Ziemi w 2017 roku – twierdzi profesor astronomii z Uniwersytetu Harvarda Avi Loeb w swojej nowej książce....

– Obiekty te mają niesłychane znaczenie dla nauki, gdyż uformowały się wokół innych gwiazd. W związku z tym przynoszą nam unikatowe informacje o swoich macierzystych układach planetarnych – powiedział dr Drahus.

Trzy miliony euro na badania

Naukowcy liczą na kolejne podobne do Oumuamuamy odkrycia w niedalekiej przyszłości. Tym bardziej, że niedługo zostanie uruchomione długo oczekiwane obserwatorium imienia Very C. Rubin, które ma badać niebo z niezwykłą czułością. Natomiast planowane badania kolejnych obiektów międzygwiazdowych przy pomocy satelity HYADES pozwolą określić zawartość wody w małych ciałach z innych układów planetarnych, a także lepiej zrozumieć przyczyny ich zagadkowych anomalii orbitalnych przy braku wykrywalnego pyłu.

Projekt HYADES został opracowany przez zespół w składzie: Michał Drahus, Piotr Guzik i Mikołaj Sabat – Obserwatorium Astronomiczne UJ, oraz Tomasz Kawalec – Instytut Fizyki UJ.

Europejska Rada ds. Badań Naukowych (ERC) przyznaje granty na badania podstawowe prowadzone na terenie Unii Europejskiej od 2008 roku. Consolidator Grant, który przyznano krakowskiemu zespołowi, jest przeznaczony dla osób od 7 do 12 lat po uzyskaniu doktoratu. Wysokość grantu to dwa miliony euro, choć w szczególnych przypadkach może zostać zwiększona o kolejny milion. Projekty przedkładane radzie mogą dotyczyć wszystkich dziedzin nauki.

Źródło: UJ.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.