Благодаря телескопу James Webb (JWST), астрономы получили решающее доказательство существования кристаллического водяного льда в другой звездной системе. Это открытие позволяет изучить, как он влияет на процессы, приводящие к формированию планет.
Водяной лед является жизненно важным компонентом протопланетных дисков. Он оказывает значительное влияние на формирование планет-гигантов, а также может доставляться малыми телами, такими как кометы и астероиды, на полностью сформировавшиеся каменистые планеты.
Однако несмотря на массу косвенных свидетельств, до недавнего времени у астрономов не было прямых доказательств того, что замороженная вода рассеяна вокруг других звезд. Это изменилось благодаря JWST. Ему удалось подтвердить наличие кристаллического водяного льда в обломочном диске вокруг молодой солнцеподобной звезды HD 181327. Она расположена на расстоянии 155 световых лет от Земли, ее возраст составляет всего 23 млн лет.
Обломочный диск вокруг HD 181327 представляет собой аналог пояс Койпера, как он выглядел миллиарды лет тому назад. Диск состоит из карликовых планет, комет и более мелких каменно-ледяных объектов, которые иногда сталкиваются друг с другом. Это приводит к выбросу частиц льда, которые идеально подходят для наблюдений JWST.
По словам исследователей, JWST обнаружил не просто водяной лед, а кристаллический водяной лед подобный тому, из которого состоят кольца Сатурна и объекты пояса Койпера. Он соединен с рассеянными по всему диску мелкими пылевыми частичками, образуя множество мелких «грязных снежков». Наблюдения JWST также выявили наличие широкой области, полностью свободной от пыли между звездой и ее обломочным диском.
Водяной лед распределен по системе HD 181327 неравномерно. Большая его часть находится на большом расстоянии от звезды, где холоднее всего. Внешняя область обломочного диска более чем на 20% состоит из водяного льда. Ближе к центру его концентрация уменьшается до 8%. Это может быть связано с тем, что ультрафиолетовое излучение звезды испаряет ближайшие частицы водяного льда. Также возможно, что часть воды «заперта» в недрах планетезималей (зародышей будущих планет).
Открытие JWST является весьма важным шагом на пути к пониманию того, как формируются планеты. В будущем исследователи намереваются продолжить изучение протопланетных дисков, чтобы получить больше информации о происходящих в них процессах.
Вы также можете почитать о том, как James Webb изучил атмосферу Титана.
По материалам NASA
