Астрономи засякоха водни молекули в Космоса!

Астрономи засякоха водни молекули в Космоса!

Астрономи засякоха водни молекули, въртящи се около звезда на 1300 светлинни години

Астрономи, изучаващи отдалечена звезда в съзвездието Орион, са наблюд газообразни водни молекули. Техният химичен състав е удивително подобен на водата, открита в комети близо до Земята. Експерти смятат, че тази звезда може да помогне да се обясни как Земята за първи път е получила вода преди милиарди години.

„Можем да мислим за пътя на водата през Вселената като за следа“, каза водещият автор на изследването Джон Дж. Тобин, астроном от Националната радиоастрономическа обсерватория, в интервю за The Independent. „Знаем как изглеждат крайните точки. Това са водата на планетите и в кометите, но искахме да проследим тази пътека до произхода на водата. Досега веригата на водата в развитието на нашата Слънчева система беше прекъсната.

Изследователите предполагат, че водните молекули могат да дадат представа за „липсващото звено“, което обяснява произхода на водата на Земята.

Използвайки мощен радиотелескоп, астрономите откриват газообразната вода, обикаляща V883 Orionis, млада звезда на около 1300 светлинни години от Земята. Преди това учените са наблюдавали пътуването на вода от газови облаци до млади звезди и от комети до планети. Но, оказва се трудно да се установи как водата се движи от млади звезди до комети.

Газообразната вода около V883 Orionis е толкова подобна на тази, открита в кометите близо до Земята! Това ново откритие предполага, че водата, доставена от комети на нашата планета преди милиарди години, произхожда от газови облаци. Те може да са по-стари от 4,6 милиарда-годишното Слънце.

V883 Orionis

„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 преди милиарди години. Още преди Слънцето, в междузвездното пространство, и е била наследена както от кометите, така и от Земята, относително непроменена.

Звездите се образуват, когато масивни облаци от газ и прах се срутват и се нагряват бързо, докато се събират. Около централната звезда материята от облака образува диск. Той в продължение на милиони години постепенно се струпва, за да образува комети, астероиди и планети. Въпросът, на който астрономите искаха да отговорят, беше следният: Откъде идва водата в нашата Слънчева система?

За да отговори на този въпрос, екипът използва Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Това е масив от радиотелескопи в Чили. Той сканира V883 Orionis за признаци на радиация, излъчвана от газообразна вода – резултат от въртене на молекули. Това обаче става сложно, когато водата е замръзнала, тъй като движението на молекулите е по-ограничено.

Скрита в лед

„По-голямата част от водата в планетообразуващите дискове е замръзнала като лед, така че обикновено е скрита от погледа ни“. Това каза съавторът на изследването Маргот Лиймкер, доктор по философия и студент в Лайденската обсерватория в Холандия. За да усложни още повече нещата, газообразната вода близо до центъра на планетарните дискове, където температурите са по-високи, обикновено е скрита от праха, който изгражда диска. Тези по-топли региони също са малки и трудни за изобразяване с телескопи.

V883 Orionis обаче наскоро беше установено, че е нетипично горещ, „до температура, при която водата вече не е под формата на лед, а газ, което ни позволява да го открием“, казва Тобин – което го прави идеален кандидат за наблюдение. Използвайки ALMA, екипът успява да открие вода в диска на звездата, да определи нейния състав и да картографира разпределението й в диска.

Трябва да се отбележи, че докато типичният състав на водата, както я познаваме, се състои от един кислороден атом и два водородни атома (H20), това не е единственият начин, по който водата може да бъде съставена. Всъщност екипът на Тобин изследва по-тежка версия на водата, в която един водороден атом е заменен с деутерий, тежък изотоп. Простата и тежката вода се образуват при различни условия, така че чрез анализиране на съотношението между проста и тежка вода в дадена система астрономите могат да определят кога и къде се е образувала тази вода.

Водата на Земята доставена от комети

Някои от кометите на нашата Слънчева система преди това са отразявали водно съотношение, което е подобно на водното съотношение на Земята, което предполага, че водата на Земята може да е била доставена от комети преди милиарди години.

При наблюдението на V883 Orionis екипът на Тобин открива подобно съотношение, разпръснато в диска на младата звезда – и установява, че дискът съдържа най-малко 1200 пъти количеството вода в океаните на Земята.

„Ние заключаваме, че дисковете директно наследяват вода от звездообразуващия облак и тази вода се включва в големи ледени тела, като комети, без значителна химическа промяна“, пишат астрономите в изследването.

„Сега можем да проследим произхода на водата в нашата Слънчева система преди формирането на Слънцето“, добавя Тобин. Но, екипът все още има много работа пред себе си, преди да успее да сложи край на мистерията завинаги.

В бъдеще те възнамеряват да използват изключително големия телескоп на Европейската южна обсерватория и неговия инструмент от първо поколение Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, за да помогнат за укрепване на връзката на пътя на водата от звездообразуващите облаци до слънчевите системи. „Това ще ни даде много по-пълна представа за леда и газа в планетообразуващите дискове“, казва Лиймкер.