Команда ученых под руководством астрономов из Лейденского университета и Национальной радиоастрономической обсерватории впервые достоверно обнаружила «полутяжелый» водяной лед вокруг молодой звезды, похожей на Солнце. Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что часть воды в нашей Солнечной системе образовалась до появления Солнца и планет.
Происхождение «полутяжелой» воды
Один из способов, с помощью которого астрономы отслеживают происхождение воды, заключается в измерении ее дейтериевого отношения. Это доля воды, которая содержит один атом дейтерия вместо одного атома водорода. Таким образом, вместо H2O получается HDO, которое также называют «полутяжелой» водой. Высокая доля полутяжелой воды является признаком того, что вода образовалась в очень холодном месте, например, в примитивных темных облаках пыли, льда и газа, из которых рождаются звезды.
В земных океанах, кометах и на ледяных лунах до одной из нескольких тысяч молекул воды состоит из полутяжелой воды. Это примерно в десять раз выше, чем ожидалось, исходя из состава Солнца. Поэтому астрономы выдвинули гипотезу, что часть воды в Солнечной системе возникла в виде льда в темных облаках за сотни тысяч лет до рождения нашего Солнца.
Магазин от Universe Space Tech
Комплект журналов Луна, Солнце и Юпитер & Сатурн
К товаруПроисхождение воды
Для подтверждения этой гипотезы астрономам требовалось измерить коэффициент дейтерирования водяного льда в областях звездообразования. Для этого они задействовали телескоп James Webb (JWST). Его целью стала протозвезда L1527 IRS.
L1527 IRS расположена в созвездии Тельца примерно в 460 световых годах от Земли. По ряду характеристик она напоминает Солнце во времена, когда оно только начало формироваться.
До JWST соотношение дейтерирования воды в областях звездообразования можно было надежно измерить только в газовой фазе, где оно может химически изменяться. Но благодаря чувствительности телескопа, астрономы получили возможность бросить взгляд «внутрь» и получить четкую сигнатуру полутяжелого водяного льда вокруг протозвезды.
Коэффициент дейтерирования воды в L1527 очень похож на коэффициент некоторых комет, а также протопланетного диска более развитой молодой звезды. Это указывает на сходное холодное и древнее химическое происхождение воды, обнаруженной во всех этих объектах. Открытие является еще одним доказательством того, что большая часть водяного льда проходит свой путь практически без изменений от самых ранних до самых поздних стадий звездообразования.
В то же время, измеренное соотношение дейтерирования водяного льда в L1527 IRS немного выше, чем соотношения, измеренные в некоторых кометах Солнечной системы и воде на Земле. Такая разница может быть вызвана различными факторами. Например, часть воды на кометах и на Земле могла подвергнуться химическим изменениям в протопланетном диске. Или же газопылевое облако, из которого сформировалось наше Солнце, могло отличаться от облака, в котором сформировался L1527 IRS. Поэтому астрономы планируют провести дополнительные наблюдения полутяжелого водяного льда в системе L1527 IRS, чтобы исследовать возможные причины этих различий.
По материалам Astronomie.nl
