Вода старше Солнца: протопланетный диск помог раскрыть тайну Земли

Наблюдение за звездой V883 Ori помогает астрономам разгадать тайну образования воды в Солнечной системе миллиарды лет назад. Звезда расположена в 1300 световых годах от нас. Но особенность ее в том, что это молодая звезда, которую окружает протопланетный диск из облака газа и пыли. На протяжении миллионов лет материал в диске объединяется, образуя кометы, астероиды и планеты. Команда исследователей использовала телескоп ALMA для измерения химических сигналов в протопланетном диске и обнаружила газообразную воду, или водяной пар.

Вода в протопланетном диске вокруг звезды V883 в представлении художника. Источник: ESO/L. Calçada

Выводы исследователей были опубликованы в среду в журнале Nature. На основе наблюдений за V883 Ori ученые предполагают, что кометы, образованные из протопланетного диска Солнца, могли занести воду на Землю. Это означает, что вода на Земле на самом деле может быть старше нашего Солнца, которому 4,6 млрд лет.

Диаграмма, иллюстрирующая процесс коллапса газопылевого облака и превращения его в планетную систему. Источник: ESO/L. Calçada

Исследовательская группа изучила разновидность водяных молекул под названием «тяжелая вода», которая обнаружена на диске V883 Ori, где один из атомов водорода замещен тяжелым изотопом дейтерием. Вода, к которой мы привыкли, и тяжелая вода образуются по разным сценариям, и исследователи могут использовать их соотношения, чтобы отследить, когда и где образовались молекулы воды. В теории некоторые кометы содержат воду, подобную земной.

«Состав воды в протопланетном диске очень похож на кометы в нашей Солнечной системе. Это подтверждение идеи, что вода в планетарных системах образовалась миллиарды лет назад в межзвездном пространстве и была унаследована как кометами, так и Землей в относительно неизменном виде», — объяснил ведущий автор исследования Джон Тобин, астроном из Национальной радиоастрономической обсерватории.

ALMA
Астрономы использовали ALMA, чтобы обнаружить воду (оранжевый), пыль (зеленый) и окись углерода (синий) в протопланетном диске. Фото: ALMA

Обычно большинство воды в протопланетных дисках хранится в виде льда, поэтому его труднее заметить. Газообразную воду легче обнаружить, чем лед, поскольку молекулы излучают радиацию при движении вокруг звезды. Диск вокруг V883 Ori чрезвычайно теплый из-за вспышек энергии, высвобожденных звездой, которые превратили лед в газ и позволили исследователям обнаружить ее. Оказалось, что количество воды в диске не менее чем в 1200 раз превышает содержание океанов на Земле.

Астрономы хотят использовать Чрезвычайно большой телескоп (ELT) и его инструмент первого поколения Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph (METIS) для более подробных наблюдений воды в космосе в будущем. Сейчас ELT строится в Чили, и ожидается, что он будет запущен в 2028 году.

Ранее мы сообщали о том, что VLT снимал протопланетный диск в форме крыльев.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine