Вода на Землі може бути старшою за сонце

Вченим із Національної радіоастрономічної обсерваторії США та Європейської південної обсерваторії (ESO) вдалося виявити газоподібну воду в дуже віддаленому місці космосу. Сліди цієї життєво важливої ​​хімікати виявлено в диску, який оточує зірку V883 Оріоніса, повідомили вони. Ці звіти можуть пояснити шлях, яким вода має пройти від газових хмар до планет, і підтвердити тезу про те, що її ресурси на Землі можуть бути старшими за Сонце.

Відкриття стало можливим завдяки Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), мережі радіотелескопів на півночі Чилі. Дослідження було опубліковано в середу в науковому журналі Nature.

«Тепер ми можемо простежити походження води в Сонячній системі ще до утворення Сонця», — сказав астроном Джон Дж. Тобін з NRAO.

Це відкриття сталося під час аналізу складу води в планетоутворюючому диску поблизу протзірки V883 Оріона, що знаходиться приблизно в 1300 світлових роках від Землі. Вони повідомили, що коли хмара газу і пилу починає руйнуватися, в її центрі утворюється зірка. Решта матеріалу також утворює диск, який обертається навколо зірки. Протягом мільйонів років з нього можуть утворюватися різні небесні тіла: комети, астероїди, планети. Команда Тобіна зосередилася на вимірюванні хімічних властивостей води та її шляху від хмари формування зірок до планет.

Однак команда Тобіна не аналізувала воду, яку ми знаємо, яка складається з двох атомів водню та одного атома кисню. Замість цього вони шукали речовину, в якій один з атомів водню замінений на дейтерій, важкий ізотоп водню. «Оскільки звичайна і важка вода утворюються за різних умов, їх співвідношення можна використовувати, щоб відстежити, коли і де утворилася дана вода. Наприклад, співвідношення цих двох типів води в деяких кометах Сонячної системи подібне до води на Землі, припускаючи, що вони, можливо, утворилися, вони принесуть воду на Землю», – пояснили в релізі ESO.

Науці вже відомі спостереження руху води від хмар до молодих зірок і від комет до планет. Однак було незрозуміло, як вода транспортується від молодих зірок до комет.

– V883 Orionis – відсутня ланка. Склад води в диску дуже схожий на склад води в кометах нашої Сонячної системи. Це підтверджує концепцію, згідно з якою вода в планетних системах утворилася мільярди років тому, до утворення Сонця, у міжзоряному просторі і була успадкована як кометами, так і Землею у відносно незмінному вигляді, сказав Тобін.

Спостереження за цим процесом були не найлегшими.

«Більшість води в дисках, що формують планети, заморожені як лід, тому зазвичай приховані від нашого зору», — сказала Маргот Лімкер, докторант Лейденської обсерваторії в Нідерландах, яка брала участь у дослідженні.

Газоподібну форму води можна виявити, спостерігаючи за випромінюванням, яке випромінює рух її молекул. Коли він заморожений, рух молекул обмежений, і тому їх важче виявити. Через тепло, яке виділяє зірка, газоподібну форму води, швидше за все, можна знайти на невеликій відстані від її центру. Однак він прихований пиловим диском і занадто малий, щоб його було легко побачити на телескопічних зображеннях.

Однак диск V883 Orionis виявився надзвичайно гарячим, і кожен спалах енергії від зірки ще більше нагріває його «до температури, коли вода вже не у формі льоду, а газу, що дозволяє її виявити». — пояснив Тобін.

Астрономам вдалося не тільки виявити воду, визначити її склад, але й створити карту її розподілу на диску. Виявилося, що його стільки, скільки у всіх океанах землі, якщо помножити їх у 1200 разів. У їхніх подальших планах — подальші спостереження за об’єктом, наприклад, за допомогою Надзвичайно великого телескопа (ELT), який мають побудувати до 2025 року. Завдяки пристрою можна буде «розділяти газову фазу води в таких дисках, зміцнюючи зв’язки між різними етапами водного шляху від зореутворюючих хмар до сонячних систем».

«Це дасть нам набагато більш повну картину льоду та газу в планетоутворюючих дисках», — підсумував Лімкер.