Исследователи проследили, где образуется вода в молодых планетарных системах.
Считается, что воду на Землю принесли кометы или астероиды, столкнувшиеся с нашей зарождающейся планетой миллиарды лет назад. Но сама вода не образовалась вместе с остальной частью Солнечной системы. Исследователи считают, что она уже была компонентом досолнечной туманности.
Чтобы понять происхождение воды на Земле, ученые изучили выбросы двух типов воды: обычной и тяжелой. Обычная простая вода состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Но у каждого элемента есть изотопы – химические двойники, которые немного тяжелее, потому что в их ядрах есть дополнительные нейтроны. Один из изотопов водорода называется дейтерием, и если в воде вместо обычного водорода есть атом дейтерия, то она называется тяжелой водой.
Соотношение между простой и тяжелой водой – это химический отпечаток пальца: он говорит нам о том, откуда взялась вода. И у некоторых комет это соотношение очень похоже на земное. Поэтому, если с вопросом “где?” вроде были хоть какие-то варианты, то на вопрос “когда?” не было ни одного ответа. Звезды формируются в газовых облаках; они образуют диск, из которого могут появиться планеты и кометы. Недавно исследователи обнаружили связь между водой и формированием звездной системы в зарождающейся звездном диске на расстоянии 1 300 световых лет от Земли.
“V883 Orionis – это недостающее звено в данном случае”, – сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Джон Дж. Тобин, астроном из Национальной радиоастрономической обсерватории. “Состав воды в диске очень похож на состав воды в кометах, летающих по нашей Солнечной системе. Это подтверждает идею о том, что вода в планетарных системах образовалась миллиарды лет назад, задолго до появления Солнца, в межзвездном пространстве, и была унаследована как кометами, так и Землей в относительно неизменном виде.”
Конечно невероятно, что в далекой звездной системе мы нашли воду, которая похожа на ту, что есть здесь, на Земле. Но это также говорит нам о том, что вода, которую мы пьем и используем, намного старше нашей собственной планеты.
“Теперь мы можем проследить происхождение воды в нашей Солнечной системе до образования Солнца”, – объяснил Тобин.
Наблюдения стали возможны благодаря невероятным техническим характеристикам Атакамского большого миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA). Но для проведения этих наблюдений требовалось кое-что особенное.
“Большая часть воды в планетообразующих дисках находится в виде льда, поэтому она обычно скрыта от нашего взгляда”, – говорит соавтор исследования Марго Леемкер, аспирант Лейденской обсерватории в Нидерландах.
К счастью, V883 Orionis – необычная система. Она чрезвычайно горячая из-за вспышек звезд, которые привели к превращению льда в газ. И ALMA смог изучить состав газа, обнаружив связь между космической и земной водой.
Но работа в этом направлении еще далека от завершения. Будущие инфракрасные обсерватории, такие как ELT (Чрезвычайно большой телескоп), будут лучше приспособлены для отслеживания миграции воды от межзвездных облаков до комет (а затем и планет).
Читайте также: Земля, вода, воздух и огонь: почему пятый элемент (эфир) полностью игнорируется?