Wasser im Weltraum. Entdeckung von Wasser im Weltraum

Vorwort In unserer Zeit hat wahrscheinlich jeder von den Vorteilen und einzigartigen Heileigenschaften von Silber und dem sogenannten Silberwasser gehört. Warum wurde dieses schöne Metall so beliebt, das uns früher eher in Form von Schmuck bekannt war, den wir so sehr liebten?

Wasser Wasser! Du hast keinen Geschmack, keine Farbe, keinen Geruch, du kannst dich nicht beschreiben, du wirst genossen, ohne zu wissen, was du bist. Man kann nicht sagen, dass Sie zum Leben notwendig sind, Sie sind das Leben selbst ... Sie sind der größte Reichtum der Welt“, schrieb A. de Saint-Exupéry. Wasser wirkt im Körper

Weltraumwasser ist für Wissenschaftler von großem Interesse. Auf unserem Planeten ist Wasser die Hauptquelle des Lebens. Deshalb hofft die wissenschaftliche Gemeinschaft, mit ihrer Hilfe außerirdische Zivilisationen zu finden, um noch tiefer in das Geheimnis der Entstehung des Universums einzudringen.

Wo findet man Wasser im Weltraum?

Wie sich herausstellte, gibt es im Weltraum viel Wasser. Seit der Schule kennen wir die Eisringe des Saturns, die gefrorenen Blöcke von Neptun und Uranus. Kürzlich haben Wissenschaftler auf praktisch allen Planeten des Sonnensystems sowie auf einer Vielzahl von Satelliten, einschließlich des Mondes, Wasser in dem einen oder anderen Zustand gefunden. Aber das ist nicht alles. Astronomen ist es gelungen, Wasserreserven auch außerhalb der Galaxie und in der Nähe von Schwarzen Löchern zu finden. Es stellt sich heraus, dass Wasser im Universum buchstäblich überall vorhanden ist, sogar in interstellaren Wolken. Gleichzeitig wird immer noch angenommen, dass es in allen drei Aggregatzuständen gleichzeitig nur auf dem Planeten Erde existiert.

Woher kam Wasser im Weltraum?

Natürlich ist es unmöglich, es aus dem Weltraum zu machen, man kann nur vermuten, woher es kommt.

Kometen gelten als die beliebtesten Wasserträger im Universum. Überraschenderweise ist ihr Schweif nichts anderes als die Verdunstung von Eis von ihrer Oberfläche unter dem Einfluss des Sonnenwinds. Solche Eisstücke sind eine der Hypothesen für die Entstehung des Wassers auf der Erde. Wissenschaftler glauben auch, dass die Kerne dieser Kometen gleichzeitig mit dem Sonnensystem entstanden sind. Daher können sie Proben der Primärsubstanz sein, aus der die Planeten und Satelliten entstanden sind.

Es gibt auch eine vulkanische Hypothese über den Ursprung des Wassers im gesamten Kosmos. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass auf Riesenplaneten wie dem Saturn die Verdunstung einer großen Anzahl aktiver Vulkane viel höher ansteigt als auf der Erde. So hoch, dass das Wasser einfach gefriert und auf seine kosmische Reise mitgerissen wird.

Kürzlich entdeckten Wissenschaftler mit dem Herschel-Instrument, dass ultraviolette Strahlung von umgebenden Sternen dazu führen kann, dass Moleküle wie Kohlenmonoxid und Silizium auseinanderbrechen und Sauerstoffatome freisetzen. Diese wiederum verbinden sich mit Wasserstoffmolekülen zu Wasser.

Doch ganz gleich, aus welcher Quelle Wasser als Substanz im Weltraum stammt, eines ist klar: Wasser ist überall und in allem vorhanden. Es vereint alle lebenden und nicht lebenden Dinge nicht nur auf unserem Planeten, sondern im gesamten Universum.

„Wahrscheinlich, weil wir uns bereits mit den wichtigsten Wasserarten auf der Erde befasst haben. Aber auch an anderen Orten ... Worüber wir heute sprechen werden: uns zu besuchen.“ Weltraumwasser. Wir schauen es uns im übertragenen Sinne an und fragen nach dem Preis.

Kosmisches Wasser ist das Wasser, das im Weltraum existiert. Wasser kommt also nicht nur auf der Erde, sondern auch im Weltraum vor. Und wie sich herausstellt, in großen Mengen. So paradox es auch klingt.

Lass uns genauer hinschauen. Wo findet man Wasser?

• Eiskappen an den Polen des Mars,
• vollständig eisbedeckte Monde von Jupiter, Saturn und anderen Planeten,
• Eisringe um Saturn
• Wasserdampf in der Atmosphäre der Venus,
• riesige intergalaktische Wolken-Nebel, bestehend aus Eis und Dampf ...

Auch Kometen bestehen größtenteils aus Wasser. Und der Schweif von Kometen verdunstet unter dem Einfluss des Sonnenwinds Wasser und eine Reihe anderer Substanzen. Diese Informationen sind im Prinzip aus dem Schulphysikkurs bekannt. Und höchstwahrscheinlich kannten Sie sie, haben es aber vergessen. Aber denken Sie: „ Wo gelangt Wasser in Kometen?? Wie entstehen sie überhaupt?“ Schließlich bestehen Kometen nicht nur aus Wasser, sondern, wie sich nach dem Flug der Stardust-Sonde zum Kometen Wild 2 herausstellte, aus einem komplexen Verbund aus Gestein und Eis.

Interessanterweise war Aristoteles zu seiner Zeit eine einflussreiche Autorität wissenschaftliche Welt Als er über die Natur von Kometen nachdachte, stellte er die Hypothese auf, dass Kometen terrestrischen Ursprungs seien. Dass sie in der Erdatmosphäre entstehen und in relativ geringer Höhe „hängen“ und langsam über den Himmel schweben. Es ist überraschend, dass der Standpunkt des Aristoteles etwa zwei Jahrtausende lang vorherrschte und keine Versuche, ihn zu erschüttern, zu einem positiven Ergebnis führten. Obwohl einige Wissenschaftler geneigt waren zu glauben, dass Kometen immer noch aus entfernten, uns unbekannten Tiefen des Weltraums kommen. Nur im spätes XVI Jahrhundert wurde die Idee des Aristoteles widerlegt.

Ebenso interessant, wenn auch nicht der Kern des Artikels, kommt das Wort „Komet“ vom griechischen Wort für „haarig“. Wie kann man sich hier nicht an den Kometen erinnern, der Mikroben tötet 🙂

Es besteht die Vermutung, dass Kometenkerne gleichzeitig aus der ganzen Welt entstanden sind. Sonnensystem und können daher Proben der Primärsubstanz sein, aus der sich später die Planeten und ihre Satelliten bildeten. Anstelle der Erde und anderer Planeten gab es damals riesige Ansammlungen von Sternstaub, darunter auch Dampfkristalle aus Wasser. Und schon entstanden aus ihnen Kometenkerne.

Es gibt aber auch vulkanische Hypothesen über die Entstehung des eisigen Kerns von Kometen. Und dass sie nicht unbegründet sind, zeigte die Forschungsmission des Sondensatelliten Cassini. So wurde dieser Apparat bei der Untersuchung des Satelliten Enceladus des Planeten Saturn aufgezeichnet eine riesige Fontäne aus Dampf und Eis, die Hunderte von Kilometern aus den Tiefen des Satelliten hervorbricht. Die Intensität des Wasserausstoßes beträgt etwa 500 Tonnen pro Sekunde. Das herausgeschleuderte Eis bildet einen der Saturnringe.

Aktive Jets von der Oberfläche von Enceladus bilden einen hellen, sich ausdehnenden Auswurf, der durch die Streuung des Sonnenlichts zwischen mikroskopisch kleinen Eispartikeln sichtbar gemacht wurde. Der Eisauswurf ist deutlich sichtbar, wenn sich die Sonne hinter Enceladus befindet. Die sichtbare Oberfläche wird durch das vom Saturn reflektierte Licht beleuchtet. Die Ansicht wurde im sichtbaren Spektrum mit einer Schmalwinkelkamera am 17. September 2008 aufgenommen, Cassini flog zu diesem Zeitpunkt in einer Entfernung von 235.000 km von Enceladus:

Wie sich herausstellte, befinden sich unter der Oberfläche von Enceladus Ozeane aus Wasser flüssigen Zustand(laut Wissenschaftlern bei einer Temperatur in der Größenordnung von 0 Grad Celsius). Und sie ergießen sich in riesigen Geysiren in den Weltraum. Nach sorgfältiger Analyse aller Daten, per Schiff abgeholt Cassini auf dem Saturnmond Enceladus sind Forscher zu dem Schluss gekommen, dass es sich tatsächlich um Wasser im unterirdischen Ozean des Planeten handelt salzig. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, Leben auf dem mysteriösen Planeten zu finden, gestiegen ist.

Enceladus im nächsten Bild ist gegenüber der Abendseite des Saturns zu sehen. Die Langzeitbelichtung beim Fotografieren zeigte deutlich die Fontänen der südlichen Mondhalbkugel. (4. Mai 2006, 2,1 Millionen km von Enceladus entfernt).

Bisher gingen Forscher davon aus, dass der Salzgehalt in fremdem Wasser recht gering sei. Bei näherer Betrachtung der außerirdischen Wassertröpfchen stellte sich jedoch heraus, dass ihre Zusammensetzung der des Ozeanwassers der Erde sehr ähnlich ist. Diese großen Salzwasserreserven befinden sich 80 km unter der Oberfläche von Enceladus. Wie die Forscher vermuten, wird das Wasser des Eissatelliten aufgrund der magnetischen Belastung, die vom Saturn ausgeht, sowie der hohen Temperatur im Planetenkern in flüssigem Zustand gehalten. Unter solchen relativ günstigen Bedingungen können durchaus die einfachsten Lebensformen existieren.

Winzige, im Weltraum verstreute Eispartikel sind in Richtung der Sonne am leichtesten zu erkennen. Am Rand der Satellitensilhouette sind Berge und Täler sichtbar:

Möglicherweise entstehen Kometen aus ähnlichen außerirdischen natürlichen Anomalien. Und in diesem Fall tragen sie nicht nur Informationen über die Tiefen des Weltraums, sondern auch über mögliches Leben auf anderen Planeten.

Kosmisches Wasser kommt also nicht nur vor, sondern gelangt manchmal auch auf die Erde.

Und wer weiß, was sie mitbringt?

Sie erscheinen uns als unerschütterliche Tatsachen des Lebens.

Aber jetzt, wo wir zunehmend den Weltraum erforschen, lernen wir, dass vieles von dem, was allgemein akzeptiert wird, nicht außerhalb unseres Planeten liegt.

1. Aufstoßen

Unter normalen Bedingungen neigt die Schwerkraft dazu, dass sich Flüssigkeit am Boden Ihres Magens ansammelt und Gase nach oben steigen. Da die Schwerkraft im Weltraum geschwächt ist, leiden Astronauten häufig unter sogenannten „ nasse Rülpser". Mit anderen Worten: Die gesamte Flüssigkeit, die nicht im Magen zurückgehalten wird, kommt in Form eines Rülpsens wieder heraus.

Aus diesem Grund weiter Internationale Raumstation Halten Sie keine kohlensäurehaltigen Getränke bereit. Wenn sie wären die Gase im Getränk würden nicht nach oben steigen, wie es auf der Erde passiert, und Das Bier schäumte nicht.

2. Geschwindigkeit

Im Weltraum bewegen sich verschiedene Trümmerteilchen mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass wir es uns kaum vorstellen können.

Übrigens, Millionen winziger Trümmerteilchen kreisen um die Erde, und sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von 35.500 Kilometern pro Stunde. Zum Vergleich: Die ISS umkreist die Erde mit einer Geschwindigkeit von 28.164 Kilometern pro Stunde.

Bei dieser Geschwindigkeit werden Sie kein sich näherndes Objekt sehen. Stattdessen können nahegelegene Strukturen vorhanden sein Es entstehen mysteriöse Löcher. Letztes Jahr entdeckten Astronauten an Bord der ISS ein Loch von nur 1 bis 2 mm Durchmesser in den riesigen Solarpaneelen der Station, das durch die Kollision winziger Trümmerpartikel entstanden war.

3. Alkoholproduktion

Weit im Weltraum, in der Nähe des Sternbildes Adler, schwebt riesige Gaswolke mit 190 Billionen Litern Alkohol.

Die Existenz der Cloud steht im Widerspruch zu allem, was wir für möglich gehalten haben. Ethanol ist ein Molekül, das komplex genug ist, um sich in solchen Mengen zu bilden, und die Temperatur im Weltraum ist so kalt, dass die zur Bildung von Alkohol notwendigen Reaktionen nicht stattfinden sollten.

Wissenschaftler haben die Bedingungen im Weltraum im Labor nachgebildet und zwei organische Verbindungen miteinander verbunden Chemikalien bei -210 °C. Passiert Reaktion, aber entgegen den Erwartungen war sie 50-mal schneller als bei Raumtemperatur.

Wissenschaftler erklären dies mit dem Tunneleffekt. Durch dieses Phänomen nehmen die Teilchen die Eigenschaften von Wellen an und absorbieren Energie aus der Umgebung, wodurch sie Hindernisse überwinden können, die normalerweise eine Reaktion verhindern würden.

4. Statische Elektrizität

Statische Elektrizität kann erstaunliche Dinge bewirken. Auf dem Bild sieht man also Wassertropfen, die um eine statisch aufgeladene Speiche rotieren.

Elektrostatische Kräfte wirken in einiger Entfernung und ziehen Objekte auf die gleiche Weise an, wie die Schwerkraft Planeten anzieht Tropfen befinden sich in einem ständigen Zustand des freien Falls.

Jetzt arbeiten Wissenschaftler an einem Traktorstrahl mit statischer Elektrizität, um Weltraumschrott zu beseitigen.

Mensch und Raum

5. Vision

Etwa 20 Prozent der Astronauten, die auf der ISS gelebt haben, haben berichtet Sehbehinderung bei der Rückkehr zur Erde. Und obwohl niemand sagen kann, warum.

Früher ging man davon aus, dass durch die verringerte Schwerkraft Körperflüssigkeiten freigesetzt werden, diese im Schädel schweben und den Schädeldruck erhöhen. Neue Daten deuten jedoch darauf hin, dass dieses Phänomen möglicherweise mit Polymorphismen zusammenhängt. Polymorphismen sind Enzyme, die leicht abnormal sind und wahrscheinlich die Art und Weise beeinflussen, wie der Körper Nährstoffe verarbeitet.

6. Oberflächenspannung

Normalerweise merken wir es nicht Oberflächenspannung auf der Erde, da die Schwerkraft sie bedeckt. Aber wenn man die Schwerkraft entfernt, wird die Oberflächenspannung viel stärker. Wenn man also zum Beispiel im Weltraum einen Stoff auswringt, Anstatt zu fallen, bleibt das Wasser am Stoff hängen und nimmt die Form eines Rohrs an.

Wenn Wasser nicht an etwas haften bleibt, sammelt es sich durch die Oberflächenspannung zu einer Kugel. Astronauten müssen generell vorsichtiger mit Wasser umgehen, da es dazu führen kann, dass überall winzige Wasserbälle schwimmen.

7. Physische Form

Wie bekannt, Die Muskeln von Astronauten verkümmern im Weltraum, und um diesem Effekt entgegenzuwirken, müssen sie viel mehr Sport treiben als auf der Erde.

Ohne Bewegung verwandeln sich die Knochen von Astronauten schnell in die Knochen alter Menschen. Und ein großer Verlust an Knochen- und Muskelmasse kann dazu führen, dass sie werden nicht mehr laufen können, wenn sie zur Erde zurückkehren. Im Gegensatz zu Muskelmasse kann Knochenmasse nicht wiederhergestellt werden.

8. Bakterien

Wenn es in den Weltraum geschickt wird In Salmonellenproben kamen sie siebenmal stärker auf die Erde zurück. Und das sind besorgniserregende Neuigkeiten für die Gesundheit der Astronauten. Krankheitserregende Mikroorganismen werden nicht nur gefährlicher, sondern die Bakterien selbst wachsen auch viel schneller.

Die Zustände in der Schwerelosigkeit ähneln denen im Darm. Und Wissenschaftler hoffen, einen Weg zu finden, die Bakterienaktivität zu reduzieren, indem sie sie im Weltraum untersuchen.

Unter Bedingungen der Schwerelosigkeit befindet sich das Bakterium ständig in einem aktiven, gefährlichen Zustand..

Durch die Untersuchung von Salmonellen-Genen, die unter Bedingungen geringer Schwerkraft aktiviert werden, stellten Wissenschaftler fest, dass hohe Ionenkonzentrationen die Bakterien abschrecken können. Diese Forschung könnte zur Entwicklung von Behandlungen für Darmvergiftungen führen.

9. Strahlung

Die Sonne ist eine riesige thermonukleare Explosion, aber das Erdmagnetfeld schützt uns vor den schädlichsten Strahlen. Flüge zur ISS im Inneren Magnetfeld zeigte, dass die Schutzbeschichtung in der Lage ist, Sonnenstrahlung zu blockieren.

Aber Je weiter die Astronauten entfernt sind, desto mehr Einwirkungen sind sie ausgesetzt. Wenn Menschen zum Mars fliegen oder eine Raumstation im Orbit um den Mond errichten, müssen sie sich mit hochenergetischen Teilchen auseinandersetzen, die von entfernten sterbenden Sternen und Supernovae stammen.

Wenn solche Partikel auf die Schutzschichten treffen, erzeugen sie eine Art Fragmente, die noch gefährlicher sind als die Strahlung selbst.

Wissenschaftler arbeiten an einem verbesserten Schutz gegen diese Fragmente.

10. Kristallisation

Japanische Wissenschaftler beobachteten, wie Kristalle entstehen, kollidierende Heliumkristalle mit akustischen Wellen unter Bedingungen simulierter Schwerelosigkeit.

Normalerweise dauert es einige Zeit, bis sich diese Kristalle nach dem Zerfall wieder bilden, aber sie sind in einer Superflüssigkeit suspendiert – einer Flüssigkeit, die ohne Reibung fließt. Dadurch bildete sich aus Helium schnell Kristalle von ungewöhnlich großer Größe bis zu 10 mm.

Auf diese Weise, Im Weltraum ist es möglich, große Kristalle von hoher Qualität zu züchten. Wir verwenden Siliziumchips in fast jeder Art von Elektronik, und diese Entdeckung könnte zur Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Geräte führen.

+ Ton

Unter Bedingungen reduzierter Schwerkraft kommen andere Kräfte ins Spiel, die es Wissenschaftlern ermöglichen, sie auf eine Weise zu untersuchen, die in einer vertrauten Umgebung unmöglich wäre. Ton ist keine Ausnahme.

Das Experiment wurde also auf der ISS durchgeführt, Beim Abspielen von Rockmusik tropft Spritzwasser über die Lautsprecher. Starke Schallvibrationen brechen die Oberflächenspannung einer schwerelosen Flüssigkeit, wodurch winzige Tröpfchen in alle Richtungen zerstreut werden.

Durch Veränderung der Frequenz der Schallwellen erzeugten die Astronauten verschiedene Formen, von kleinen Wellen bis hin zu verschiedenen Vertiefungen.

Wasser im Weltraum

Neue Beobachtungen ausgewählter Regionen unserer Galaxie haben gezeigt, dass der Wassergehalt höher ist als erwartet. Aus den neuen Messungen geht hervor, dass Wasser das dritthäufigste aller Moleküle ist und Astronomen die Möglichkeit gibt, die Häufigkeit von Elementen in Gebieten zu untersuchen, in denen neue Planetensysteme entstehen.

Mit Hilfe des Infrarot-Weltraumobservatoriums (Europäische Weltraumorganisation) haben spanische und italienische Astronomen erstmals den Wassergehalt in den kalten Regionen unserer Galaxie gemessen. Von besonderem Interesse ist, dass in diesen Regionen Sterne wie die Sonne entstehen und sich um einige von ihnen Planeten bilden können. Die Durchschnittstemperatur in diesen kalten Regionen beträgt minus 263 Grad Celsius (nur 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt). Diese Regionen werden „ruhige“ oder „kalte“ Wolken genannt, da sie keine massereichen Sterne bilden und es daher keine starke innere Wärmequelle gibt. In unserer Galaxie gibt es etwa eine Million solcher Wolken.

Die Wissenschaftler ermittelten außerdem, wie viel Wasser sich in der Gasphase und wie viel in Form von Eis befindet. Dies ist wichtig für die Untersuchung des Entstehungsprozesses von Planetensystemen, da Wasserdampf und Eis in Gasplaneten, in Planetenatmosphären usw. vorkommen Feststoffe Kometentyp. Die Ergebnisse der Arbeit werden in einer der nächsten Ausgaben der Astrophysical Journal Letters veröffentlicht.

Bei den für kalte Wolken typischen Temperaturen ist es schwierig, Wasserdampf nachzuweisen, da er zu schwach strahlt, um von modernen Teleskopen erfasst zu werden. Andererseits existiert Wasser in flüssiger Form im Weltraum aufgrund zu ungeeigneter Temperatur- und Druckbedingungen nicht. Bis vor Kurzem gab es daher in kalten Wolken nur Eis. Aber Astronomen wissen, dass Wasserdampf, wenn auch in geringen Mengen, auch in kalten Wolken vorhanden sein muss. Um den Gesamtwassergehalt kalter Wolken und die relative Häufigkeit im Vergleich zu anderen Molekülen abzuschätzen, sind Wasserdampfmessungen erforderlich.

„In kalten Regionen würde man erwarten, dass Wasser in Form von Eis vorliegt, da Wasserdampf auf kalten Staubpartikeln kondensiert“, erklärt der italienische Astronom Andrea Moneti. In warmen Regionen hingegen heizt der Stern die Umgebung auf und das Eis verdunstet aus den Staubpartikeln. Es gilt also: Je kälter die Wolke, desto weniger Wasserdampf ist darin.

Um Wasserdampf in kalten Wolken zu untersuchen, wandte eine Gruppe von Wissenschaftlern die folgende Strategie an. Es ist bekannt, dass, wenn Licht von einem entfernten Objekt auf seinem Weg zur Erde durch Wasserdampf geht, Wasserdampf auf diesem Licht seinen „Abdruck“ hinterlässt, nämlich Linien oder Absorptionsbänder im Spektrum der einfallenden Strahlung erscheinen. So entdeckten Wissenschaftler Wasserdampf in kalten Wolken, wodurch sich der Gesamtwassergehalt (Dampf + Eis) bestimmen ließ.

Es stellte sich heraus, dass in kalten Wolken genauso viel Wasser (Dampf + Eis) vorhanden ist wie in Regionen aktiver Sternentstehung. Und das wichtigste Ergebnis ist, dass Wasser nach molekularem Wasserstoff und Kohlenmonoxid das am häufigsten vorkommende Molekül ist. Beispielsweise entspricht in einer der kalten Wolken mit einer Masse von tausend Sonnenmassen die Wassermenge (Dampf + Eis) der Masse von hundert Jupitermassen.

Wissenschaftler fanden außerdem heraus, dass in kalten Wolken 99 Prozent des Wassers auf kalten Staubpartikeln kondensiertes Eis sind und nur 1 Prozent in gasförmiger Form vorliegt. Diese Ergebnisse werden dazu beitragen, die Rolle von Wasser bei der Entstehung von Planeten und Kometen zu verstehen.