Астрономы проследили происхождение воды до появления Солнца

Звезда в 1300 световых годах от Земли, возможно, только что раскрыла один из самых сокровенных секретов Солнечной системы.

Его зовут V883 Ориона. Это молодая звезда, окруженная огромным диском из вещества, день сливаются в орбитальные планеты. Именно в этом диске ученые однозначно обнаружили водяной пар, циркулирующий вместе со всей остальной пылью и газом, которым суждено стать частью чужого мира.

Это говорит о том, что вода Солнечной системы, в том числе теперь на Земле – присутствовал в газовой колыбели, из которой родилось Солнце; что она была здесь, не только до Земли, но и до Солнца, и помогла нашей планете расти.

«Теперь мы можем проследить происхождение воды в нашей Солнечной системе до образования Солнца», — говорит астроном Джон Тобин из Национальной радиоастрономической обсерватории США.

Вода довольно распространена во Вселенной, хотя без нее Земля не была бы такой же «бледно-голубой точкой». Он вьется вокруг поверхности планеты, пропитывает атмосферу в виде пара, падает с неба. Нам это кажется довольно обыденным, но без этого мы не смогли бы жить; почти все химические процессы жизни требуют его.

Это также важный компонент в формировании планет. Звезды рождаются из облаков пыли и газа в космосе; плотный комок разрушается под действием силы тяжести и, вращаясь, начинает наматывать больше материала из окружающего его облака, которое превращается в диск, который питает молодую звезду.

После того, как звезда закончила расти, все остальные особенности планетарной системы формируются из того, что осталось от диска. Пылинки слипаются электростатически, образуя все более и более крупные комки, пока объект не станет достаточно массивным, чтобы его могла взять на себя гравитация.

Считается, что вода играет важную роль в этом процессе; за точкой, в которой замерзает водяной пар, называемой линией снега, он покрывает пылинки льдом, придавая им дополнительную липкость, которая помогает частицам слипаться на самых первых стадиях планетарного роста.

По изотопам водорода мы можем определить, где и как образуется вода. Нормальный водород не имеет нейтронов в ядре. Тяжелый водород, также известный как дейтерий, имеет в ядре один нейтрон. Молекулы воды, включающие тяжелый водород, известны как тяжелая вода, и она образуется в условиях, отличных от тех, в которых образуется обычная вода.

Здесь, на Земле, мы можем проследить некоторое количество воды до комет, потому что вода-к- Соотношения изотопов тяжелой воды аналогичны. Это говорит о том, что вода может связываться в кометах и ​​астероидах и доставляться к планетарным телам. Но как вода попала в кометы, еще не было полностью объяснено. Теперь, изучая V883 Orionis, Тобин и его команда заполнили этот пробел.

«Мы можем думать о пути воды через Вселенную как о тропе. Мы знаем, как выглядят конечные точки. , которые представляют собой воду на планетах и ​​в кометах, но мы хотели проследить этот след до происхождения воды», — говорит Тобин.

«Раньше мы могли связать Землю с кометами, а протозвезды с межзвездной средой, но мы не могли связать протозвезды с кометы. V883 Ori изменил это и доказал, что молекулы воды в этой системе и в нашей Солнечной системе имеют одинаковое соотношение дейтерия и водорода».

Звезда настолько молода, что еще растет, окруженный огромным диском. Изучая свет, испускаемый этим диском, исследователи смогли идентифицировать спектральную характеристику водяного пара; более того, они определили соотношение изотопов водорода.

«V883 Orionis — недостающее звено в этом случае», — говорит Тобин.

«Состав воды в диске очень похожа на кометы в нашей Солнечной системе, что является подтверждением идеи о том, что вода в планетных системах сформировалась миллиарды лет назад, до Солнца, в межзвездном пространстве, и была унаследована как кометами, так и Землей, относительно без изменений.»

Что делает V883 Orionis таким особенным, так это то, что он переживает всплеск ускоренного роста, что означает, что он временно горячее, чем обычно. Большая часть воды в аккреционных дисках вокруг протозвезд замерзла и существует в виде пара только вблизи звезды, где ее трудно различить. Однако всплеск активности V883 Ориона отодвинул его снежную линию в точку, расположенную намного дальше от звезды, чем обычно; любая вода ближе этой линии снега является паром.

Пар гораздо легче обнаружить и проанализировать, чем лед, поэтому исследователи смогли провести уверенное измерение изотопного состава воды в диске Ориона V883, а также дать количественную оценку. Объем океанов, более чем в 1200 раз превышающий объем земных океанов, дрейфует в виде пара вокруг V883 Orionis.

Выводы показывают, что вся вода в планетной системе поступает почти непосредственно из облаков, из которых родилась ее звезда.

p>

«Мы пришли к выводу, что диски напрямую наследуют воду из звездообразующего облака, и эта вода включается в большие ледяные тела, такие как кометы, без существенного химического изменения», — пишут исследователи в своей статье.

«Хотя конкретный механизм доставки воды на Землю остается спорным (кометы и/или астероиды), [соотношение изотопов водорода], обнаруженное в V883 Ori, свидетельствует о том, что молекулы воды в нашей Солнечной системе возникли в холодной межзвездной среде до формирование Солнца. Таким образом, наблюдения воды с пространственным разрешением в направлении молодых планетообразующих дисков имеют решающее значение для установления связи между водным резервуаром и формированием планет земной группы.»

Исследование опубликовано в журнале Nature. .