Na zijn ontmoeting met de zon ging de komeet twee tot drie keer meer ‘zwaar water’ produceren, terwijl de productie van ‘gewoon water’ constant bleef. Dat zagen onderzoekers niet aankomen…

Het is begin 2015 en komeet Lovejoy (C/2014 Q2) stevent af op de zon. Astronomen bestuderen de komeet voor en na het perihelium: het punt waarop de afstand tussen de komeet en de zon het kleinst is. Ze richten zich daarbij op de waterproductie van de komeet. En dat levert verrassende resultaten op, zo melden ze in het blad Astrophysical Journal Letters.

Vieze ijsbal
Lovejoy is – net als andere kometen – eigenlijk een ‘vieze ijsbal’: een mix van ijs en stof. Wanneer zo’n komeet de zon nadert, warmt deze op en begint het ijs te verdampen. Het is dan ook niet verrassend dat de waterproductie van Lovejoy tijdens de ontmoeting met de zon verandert. Maar de onderzoekers zagen een verandering die ze eigenlijk niet hadden verwacht.

Twee vormen van water
De onderzoekers bestudeerden twee vormen van water die Lovejoy produceerde: H2O en een zwaardere vorm van water: HDO (watermoleculen bestaan uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Een waterstofatoom heeft één proton, maar wanneer het ook een neutron bezit, wordt het zwaardere waterstofisotoop deuterium genoemd en krijg je dus HDO in plaats van H2O). De onderzoekers richtten zich op de verhouding tussen het door Lovejoy geproduceerde ‘gewone’ en ‘zware’ water. Uit het onderzoek blijkt dat de komeet kort na het perihelium twee tot drie keer meer HDO produceerde, terwijl de H2O-productie constant bleef. De verhouding veranderde dus enorm.

Verrassend
“De verandering die we zagen, was verrassend,” stelt onderzoeker Lucas Paganini. Zoals gezegd mag je verwachten dat de waterproductie van een komeet verandert als deze de zon nadert. Maar onderzoekers dachten altijd dat verschillende vormen van water tijdens zo’n ontmoeting met de zon dezelfde veranderingen doormaakten. Dus: als de HDO-productie toeneemt, doet de H2O-productie dat ook. Oftewel: de verhouding tussen ‘gewoon’ en ‘zwaar’ water blijft altijd min of meer hetzelfde. Maar dit onderzoek laat zien dat dat niet het geval is.

Het betekent dat ook de verhouding tussen waterstof- en deuteriumisotopen (ook wel aangeduid als D/H-verhouding) aan verandering onderhevig is. En dat is interessant. Die verhouding wordt namelijk gebruikt om te achterhalen waar het water op aarde vandaan komt. Het water op aarde heeft namelijk een bepaalde D/H-verhouding en door deze te vergelijken met de D/H-verhouding van planetoïden en kometen proberen onderzoekers vast te stellen welke van deze twee typen objecten voornamelijk water op aarde brachten. Astronomen toonden eerder aan dat water op kometen een andere D/H-verhouding heeft dan water op aarde. Op basis daarvan werd vervolgens geconcludeerd dat het water op aarde hooguit voor een klein deel afkomstig kon zijn van kometen. Maar nu blijkt de D/H-verhouding dus te veranderen wanneer een komeet om de zon draait. “Als de D/H-verhouding in de loop van de tijd verandert, dan is het mogelijk niet waar dat slechts een klein deel van het water op aarde afkomstig is van kometen”, zegt Paganini. “Zeker wanneer deze theorie gebaseerd is op slechts één meting van de D/H-verhouding van water op een bepaalde komeet.”