Астрономите откриват водни молекули, обикалящи около звезда

(CNN) Близка звездна система помага на астрономите да разгадаят мистерията как водата се е появила в нашата слънчева система преди милиарди години.

Учените са наблюдавали млада звезда, наречена V883 Орионис, разположена на 1300 светлинни години, използвайки големия милиметров/субмилиметров масив от телескопи Atacama, или ALMA, в северно Чили.

Звездата е заобиколена от диск от облак с форма на планета от газ и прах, останал от времето, когато звездата се е родила. В крайна сметка материалът в диска се струпва, за да образува комети, астероиди и планети в продължение на милиони години.

Екип от изследователи използва ALMA за измерване на химически сигнали в планетообразуващия диск и откри наличието на газообразна вода или водна пара. Тяхното откритие позволи на астрономите да проследят пътуването на водата от газовите облаци, които формират звездата и в крайна сметка ще доведат до появата на планетите.

Техните открития, публикувани в сряда в списанието природа, показва, че кометите, образувани от планетообразуващия диск на Слънцето, са донесли вода на Земята. Това означава, че водата на Земята всъщност може да е по-стара от нашето слънце, което е на 4,6 милиарда години.

„Сега можем да проследим произхода на водата в нашата слънчева система преди формирането на слънцето“, казва в изявление водещият автор на изследването Джон Дж. Тобин, астроном от Националната астрономическа обсерватория.

Обикновено водните молекули се състоят от един кислороден атом заедно с два водородни атома.

Изследователският екип изследва променлива, наречена тежка вода, която е открита в диска на V883 Orionis? Когато един от водородните атоми е заменен с тежък изотоп, наречен деутерий. Водата, с която сме свикнали, и тежката вода се образуват в различни сценарии и изследователите могат да използват техните съотношения, за да проследят кога и къде са се образували водните молекули.

Астрономите вярват, че кометите може да са отговорни за доставянето на вода на Земята в началото на нейната история чрез сблъсък с планетата, тъй като някои комети имат подобни пропорции на водата на Земята.

Кометите са големи небесни тела, направени от прах и лед, които обикалят около звезди.

В изследването си на V883 Orionis изследователите осъзнаха липсващата връзка между млади звезди, родени от облаци от газ и прах, които включват водни молекули, и кометите, също създадени от същите тези облаци, които обикалят около новородени звезди.

„V883 Orionis е липсващата връзка в този случай“, каза Тобин в изявлението. „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 преди милиарди години, преди слънцето, в междузвездното пространство и е била наследена от и кометите, и Земята, относително непроменени.“

Откриването на водни молекули в планетарни дискове може да бъде предизвикателна задача.

„По-голямата част от водата в планетообразуващите дискове е замръзнала като лед, така че обикновено е скрита от погледа ни“, каза в изявление съавторът на изследването Маргот Лемкер, докторант в обсерваторията в Лайден в Холандия.

По-лесно е да откриете газирана вода, отколкото лед, защото молекулите излъчват радиация, докато се движат.

Дискът около V883 Orionis е необичайно топъл, каза Тобин, поради изблици на енергия от звездата, които превърнаха леда в газ и позволиха на изследователите да го открият.

Екипът откри най-малко 1200 пъти количеството вода в океаните на Земята в планетообразуващия диск.

Астрономите са склонни да използват Много голям телескоп, или ELT, и неговия инструмент за средно инфрачервено изображение и спектрометрия от първо поколение, или METIS, за тези видове наблюдения в бъдеще. ELT в момента се изгражда в Чили и се очаква да бъде готов през 2028 г.

„Това ще ни даде по-пълна представа за леда и газа в съставните дискове на планетата“, каза Лимкер.