En resa förbi solen kan selektivt ha förändrat produktionen av en form av vatten i en komet - en effekt som inte setts av astronomer tidigare, en ny NASA -studie föreslår.

Astronomer från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, observerade Oorts molnkomet C/2014 Q2, även kallad Lovejoy, när den passerade nära jorden i början av 2015. Genom NASA:s partnerskap i W. M. Keck-observatoriet på Mauna Kea, Hawaii, teamet observerade kometen vid infraröda våglängder några dagar efter att Lovejoy passerat dess perihelion - eller närmaste punkt till solen.

Teamet fokuserade på Lovejoy's vatten, samtidigt mäta utsläpp av H2O tillsammans med produktion av en tyngre form av vatten, HDO. Vattenmolekyler består av två väteatomer och en syreatom. En väteatom har en proton, men när den också innehåller en neutron, att tyngre väteisotop kallas deuterium, eller "D" i HDO. Från dessa mätningar, forskarna beräknade D-till-H-förhållandet - ett kemiskt fingeravtryck som ger ledtrådar om exakt var kometer (eller asteroider) bildades inom molnet av material som omgav den unga solen i solsystemets tidiga dagar. Forskare använder också D-till-H-värdet för att försöka förstå hur mycket av jordens vatten kan ha kommit från kometer kontra asteroider.

Forskarna jämförde sina fynd från Keck-observationerna med ett annat teams observationer som gjordes innan kometen nådde perihelium, använder både rymd- och markbaserade teleskop, och hittade en oväntad skillnad:Efter perihelion, produktionen av HDO var två till tre gånger högre, medan utflödet av H2O förblev i huvudsak konstant. Detta innebar att D-till-H-förhållandet var två till tre gånger högre än de värden som rapporterats tidigare.

"Förändringen vi såg med denna komet är överraskande, och framhåller behovet av upprepade mätningar av D-till-H i kometer vid olika positioner i deras banor för att förstå alla konsekvenser, sa Lucas Paganini, en forskare vid Goddard Center for Astrobiology och huvudförfattare till studien, tillgänglig online i Astrophysical Journal Letters.

Förändringar i vattenproduktionen förväntas när kometer närmar sig solen, men tidigare förståelse antydde att utsläppet av dessa olika former av vatten normalt stiger eller faller mer eller mindre tillsammans, bibehålla ett konsekvent D-till-H-värde. De nya rönen tyder på att så kanske inte är fallet.

"Om D-till-H-värdet ändras med tiden, det skulle vara missvisande att anta att kometer bara bidrog med en liten bråkdel av jordens vatten jämfört med asteroider, " Paganini sa, "framförallt, om dessa är baserade på en enda mätning av D-till-H-värdet i kometvatten."

Produktionen av HDO i kometer har historiskt varit svår att mäta, eftersom HDO är en mycket mindre riklig form av vatten. Lovejoy, till exempel, släpptes i storleksordningen 1, 500 gånger mer H2O än HDO. Lovejoys ljusstyrka gjorde det möjligt att mäta HDO när kometen passerade nära jorden, och de förbättrade detektorerna som installeras i vissa markbaserade teleskop kommer att tillåta liknande mätningar i svagare kometer i framtiden.

Den uppenbara förändringen i Lovejoys D-till-H kan orsakas av de högre nivåerna av energetiska processer - såsom strålning nära solen - som kan ha förändrat vattnets egenskaper i kometens ytskikt. I detta fall, ett annat D-till-H-värde kan tyda på att kometen har "åldrats" till ett annat skede av sin livscykel. Alternativt, tidigare resultat kan ha ignorerat möjliga kemiska förändringar som inträffar i kometens tunna atmosfär.

"Kometer kan vara ganska aktiva och ibland ganska dynamiska, särskilt när de är i det inre solsystemet, närmare solen, sa Michael Mumma, chef för Goddard Center for Astrobiology och medförfattare till studien. "Den infraröda tekniken ger en ögonblicksbild av kometens produktion genom att mäta produktionen av H2O och HDO samtidigt. Detta är särskilt viktigt eftersom det eliminerar många källor till systematisk osäkerhet."