Akta X na Vestě: Je tam kapalná voda?

712188main_pia16489-43_946-710Sonda Dawn sice obří asteroid Vesta nedávno opustila, nasbíraná data ale stále skrývají mnohá tajemství, která budou vědci odkrývat nejspíš celou řadu let. Asi nejvíce fascinující jsou stopy existence vody na povrchu tohoto asteroidu. Už samotný výskyt molekul H2O byl překvapením, nyní se však otevřela fantastická možnost, že i na tomto zdánlivě pustém tělese mohla existovat voda v kapalném stavu.

Kapalná voda na pětisetkilometrovém tělese z holé skály, bez jakékoli atmosféry? A ještě navíc nikoli schovaná v bezpečném podzemí, ale tekoucí po povrchu? Zní to fantasticky, až neuvěřitelně. Je to však představa natolik lákavá, že se na mysl dere motto z Akt X: Chci uvěřit! Ve vědě, na rozdíl od fantastiky, ovšem musíme důsledně ctít zásadu „důvěřuj, ale prověřuj“ – a případ kapalné vody na Vestě byl teprve otevřen, a do jeho uzavření je nejspíš ještě hodně, hodně daleko.

Jmenovkyně slavné seriálové agentky, Jennifer Scullyová, vystoupila se svými podezřeními na setkání Americké Geofyzikální Unie (AGU). Scullyová je doktorskou studentkou Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA), která dostala za úkol prozkoumat kráterové valy všech impaktních prohlubní na Vestě, jejichž průměr přesahuje 10 km. Netřeba dodávat, že na silně „rozbombardovaném“ asteroidu to představuje pořádný kus práce.

scully_jennifer
Jennifer Scullyová

Jedním z prvních výsledků byl katalog úžlabin (gullies), které brázdí srázy vestánských kráterů – prozatím obsahuje něco přes šedesát těchto útvarů. Jsou to především jednoduché rýhy, které po sobě na úbočích zanechaly valící se balvany nebo prachové laviny. K překvapení mladé vědkyně se tu však objevilo i jedenáct stružek, které nejsou vysvětlitelné tak jednoduše. Jsou užší a delší, jejich tvary jsou složitější, někdy se dokonce větví. Tím vůbec nepřipomínají běžné následky sesuvů půdy.

„Tyto klikatící se stružky jsou vzrušující a nečekaný objev, kterému se stále snažíme porozumět,“ kontatovala Scullyová.

Jennifer Scullyová přišla s hypotézou, že za jejich původem může být kapalná voda, stékající po kráterových svazích. Je to interpretace velmi odvážná: ve vakuu, které na Vestě panuje, se voda velmi rychle vypařuje a/nebo mrzne (podle momentálních podmínek), takže na vymílání stružek jí nezbývá mnoho času. Vesta je navíc terestrické těleso, tvořené silikátovými horninami, podobně jako třeba Měsíc, její povrch utvářely vulkány a impakty asteroidů. Není to místo, kde bychom očekávali větší množství vody, a její povrch je příliš teplý, než aby na něm mohl volně existovat led.

„Jen několik metrů nebo dokonce centimetrů pod povrchem už by bylo dost chladno, aby tam voda mohla být dlouhodobě uchována (ve formě ledu, pozn. překl.)“ objasnil profesor Christopher Russel, školitel Jennofer Scullyové, odkud by se mohla vzít voda vymílající stružky. „Známe některé mechanismy, jako například komety, které by mohly dopravit vodu na povrch, kde by pak mohla být nějakou dobu uchována.“ Mohlo by se však jednat i o vodu vázanou chemicky v minerálech. Teplo, jehož zdrojem byl nejspíše impakt, který vytvořil samotný kráter, potom vodu rozehřálo a uvolnilo z chladného hrobu a dovolilo jí stékat po úbočí – než se definitivně vypařila a zmizela v prázdnotě kosmu.

712223main_pia16491-43_946-710

Typické rovné úžlabiny vymleté sesuvy půdy v kráteru Fonteia.

712188main_pia16489-43_946-710712199main_pia16490-43_946-710

Klikatící se stružky připisované kapalné vodě na stěnách kráteru Cornelia.

(NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Crater_wall_inside_Mariner_Crater

Stružky na Marsu

Některé podezřelé stružky vyvěrají z výchozů tmavých hornin na svazích kráteru Cornelia. Je možné, že se jedná o pozůstatky uhlíkatých chondritů, pohřbených původně pod povrchem vestánské půdy (regolitu), které vznik kráteru odkryl. Uhlíkaté chondrity jsou zvláštní meteority, obsahující vedle tmavých organických látek také hojnost vody, bylo by to tedy velmi logické.

Interpretovat stružky na kráterových svazích je ale ošidná věc. Podobné útvary jsou notoricky známé z planety Mars, kde vyvolaly nekonečné spory týkající se otázky, zda za jejich vznikem stály pramínky kapalné vody, nebo nějaký jiný mechanismus. Podobnosti mezi marťanskými a vestánskými stružkami jsou značné – v obou případech začínají „výklenkem“, místem, kde se část svahu sesula, dále pokračují jako dlouhé, úzké strouhy, které se složitě větví a spojují, a končí vějířem uloženého materiálu.

Podmínky na Marsu a na Vestě nejsou dramaticky odlišné – z hlediska kapalné vody je i na Marsu bezmála vakuum (atmosférický tlak na většině povrchu nedovoluje stabilní existenci kapalné vody) a podobné jsou i teploty. Na Vestě můžeme zřejmě vyloučit některé procesy, které by se mohly uplatnit na Marsu (např. sublimaci zmrzlých plynů), čímž by se situace mohla trochu zjednodušit. Lze ale očekávat, že pokud se ani na dobře prostudovaném Marsu nedospělo v otázce vzniku stružek ke konsensu, nebude to vůbec jednoduché ani s Vestou. Jak už to často bývá i v Aktech X, konec zůstává otevřený…

Voda ve skupenství pevném ovšem na Vestě je, o tom pochyb být nemůže. Na povrchu byly nalezeny hydratované minerály, což je jedna z forem vázané vody – jasně to ukázal detektor gama paprsků a neutronů (GRAND) na palubě sondy Dawn. Na dnech kráterových prohlubní najdeme podivné jámy vzniklé propadem terénu – předpokládá se, že vznikly podobně jako stružky, tedy když žár impaktu roztavil nebo vypařil zásoby vody ukryté v podzemí ve formě ledu nebo minerálních hydrátů. Po zmizení vody se povrch jednoduše propadl.

Jak to, že v podzemí Vesty může existovat led, zatímco na povrchu ne? Příčin je víc. Nechráněný led v kosmickém prostoru při teplotách nad -170°C sublimuje, kapalná voda se vypařuje. Výsledkem je v obou případech pára (extrémně řídká), kterou si malá kosmická tělesa nemohou udržet. Pokud je ovšem led pohřbený pod vrstvami horniny, působí na něj vnější tlak. V izolovaném prostředí vznikne určitá rovnováha mezi ledem a parou, nebo za ideálních podmínek mezi kapalinou a párou, protože páře není dovoleno unikat do vesmíru. Na Zemi se situace vlastně liší jen v tom, že zdrojem vnějšího tlaku není vrstva horniny, nýbrž atmosféra. Prašná půda se navíc chová jako tepelná izolace, která udržuje stabilní teplotu.

Když už jsme začali provokativním titulkem, měli bychom se zamyslet i nad tím, zda kapalná voda na Vestě musí být nutně pomíjivou záležitostí. Zejména minulosti bylo nitro Vesty žhavé (mnoho meteoritů z Vesty je tvořeno horninami sopečného původu), takže mohlo docházet ke vzniku kapalných kapes udržovaných geotermálně. Zdánlivě holý a vyprahlý asteroid tak mohl být kdysi velice zajímavým tělesem – a část svých fascinujících příslibů si uchovává i dodnes… Copak asi Dawn objeví, až dospěje ke svému dalšímu cíli, jímž je Ceres – obrovité těleso tvořené z velké části vodním ledem…?

689926main_pia16180-43_946-710
Mapa rozložení hydratovaných minerálů na povrchu Vesty
pia16183-full
689844main_pia16182-43_946-710
Jámy na dnech kráterů Cornelia (nahoře) a Marcia (dole) (NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/JHUAPL)

Odkazy

 Dawn probe spies possible water-cut gullies on Vesta (BBC News)

 What is Creating Gullies on Vesta? (NASA/JPL)

 Dawn Sees Hydrated Minerals on Giant Asteroid (NASA/JPL)

 Sonda Dawn objevila spoustu vodíku na Vestě (Stanislav Mihulka, Osel.cz)

 Multimédia: Blízká setkání s asteroidem (Petr Kubala, Exoplanety.cz)

Vesta zblízka

Vesta – od každého kousek

Příspěvek byl publikován v rubrice Sluneční soustava se štítky . Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *