Използвайки радиотелескопите Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), астрономите откриха вода в газообразно състояние в планетообразуващия диск около звездата V883 Orionis.
Тази вода носи химичен подпис, който обяснява пътуването на водата от звездообразуващите газови облаци до планетите и подкрепя идеята, че водата на Земята е дори по-стара от нашето Слънце.
„Сега вече можем да проследим произхода на водата в нашата Слънчева система до преди формирането на Слънцето“, казва Джон Тобин, астроном от Националната радиоастрономическа обсерватория в САЩ и водещ автор на изследването, публикувано в Nature.
Това откритие е направено чрез изучаване на състава на водата във V883 Orionis, планетообразуващ диск на около 1300 светлинни години от Земята. Когато облак от газ и прах колабира, той образува звезда в центъра си. Около звездата материалът от облака също така образува диск. В течение на няколко милиона години материята в диска се струпва, за да образува комети, астероиди и евентуално планети. Тобин и неговият екип използваха ALMA, в която Европейската южна обсерватория (ESO) е партньор, за измерване на химическите сигнатури на водата и нейния път от звездообразуващия облак до планетите.
Водата обикновено се състои от един кислороден атом и два водородни атома. Екипът на Тобин изследва малко по-тежка версия на водата, където един от водородните атоми е заменен с деутерий – тежък изотоп на водорода. Тъй като простата и тежката вода се образуват при различни условия, тяхното съотношение може да се използва за проследяване кога и къде се е образувала водата. Например, доказано е, че това съотношение в някои комети на Слънчевата система е подобно на това във водата на Земята, което предполага, че такива комети може да са доставили водата на Земята.
Пътуването на водата от газови облаци до млади звезди и след това по-късно от комети до планети е било наблюдавано и преди, но досега връзката между младите звезди и кометите липсваше.
„V883 Orionis е липсващата връзка в този случай“, казва Тобин. „Съставът на водата в диска е много подобен на този на кометите в нашата Слънчева система. Това е потвърждение на идеята, че водата в планетарните системи се е формирала в междузвездното пространство преди милиарди години, дори преди Слънцето, и е била наследена както от кометите, така и от Земята, относително непроменена.
Но наблюдението на водата се оказа трудно. „По-голямата част от водата в планетообразуващите дискове е замръзнала като лед, така че обикновено е скрита от погледа ни“, казва съавторът Маргот Лиймкер, докторант в Лайденската обсерватория в Нидерландия. Газообразната вода може да бъде открита благодарение на радиацията, излъчвана от молекулите, докато се въртят и вибрират, но това е по-сложно, когато водата е замръзнала, в какъвто случай движението на молекулите е по-ограничено. Газообразна вода може да се открие около центъра на дисковете, близо до звездата, където е по-топло. Тези близки области обаче са скрити от самия прахов диск и също така са твърде малки, за да бъдат заснети с нашите телескопи.
За щастие дискът V883 Orionis беше показан в скорошно проучване като необичайно горещ. Драматичен изблик на енергия от звездата загрява диска „до температура, при която водата вече не е под формата на лед, а на газ, което ни позволява да я открием“, обяснява Тобин.
Екипът използва ALMA (набор от радиотелескопи в северно Чили) за да наблюдава газообразната вода във V883 Orionis. Благодарение на своята чувствителност и способността да разпознават малки детайли, те успяха както да открият водата, така и да определят нейния състав, а същевременно и да начертаят разпределението ѝ в диска. От наблюденията те установиха, че този диск съдържа най-малко 1200 пъти повече вода отколкото количеството във всички океани на Земята.
В бъдеще те се надяват да използват предстоящия Изключително голям телескоп на ESO и неговия инструмент от първо поколение METIS. Този среден инфрачервен инструмент ще може да разреши газовата фаза на водата в тези видове дискове, укрепвайки връзката на пътя на водата по целия път от звездообразуващите облаци до слънчевите системи.
„Това ще ни даде много по-пълна представа за леда и газа в планетообразуващите дискове“, заключва Лиймкер.
eso.org, Превод: Радослав Тодоров
