Наблюденията на вода в диска, формиращ се около протозвездата V883 Ori, разкриват сведения за формирането на кометите и планетите в нашата Слънчева система.
Изследвайки близка протозвезда, учени откриват наличие на вода в нейния околозвезден диск.
Това е първото откриване на вода, заложена в протопланетарен диск без значителни промени в състава му.
Тези резултати още веднъж показват, че водата в нашата Слънчева система се е образувала милиарди години преди Слънцето.
Новите наблюдения са проведени с "Големия милиметров/субмилиметров масив в Атакама" (ALMA - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), астрономически интерферометър от 66 радиотелескопа в пустинята Атакама в Северно Чили, които наблюдават електромагнитното излъчване при милиметрови и субмилиметрови дължини на вълните.
Новите наблюдения са публикувани в списание Nature.
Илюстрацията показва планетообразуващия диск около звездата V883 Orionis. В най-външната част на диска водата е замръзнала под формата на лед и затова не може да бъде лесно открита. Изблик на енергия от звездата нагрява вътрешната част на диска до температура, при която водата става в газообразно състояние, което позволява на астрономите да я открият. Вмъкнатото изображение показва двата вида водни молекули, изследвани в този диск: нормална вода с един кислороден атом и два водородни атома и по-тежка версия, при която единият водороден атом е заменен с деутерий - тежък изотоп на водорода. Кредит: ESO/L. Calçada
V883 Orionis е протозвезда, разположена на около 1305 светлинни години от Земята в съзвездието Орион. Новите наблюдения на тази протозвезда помагат на учените да открият вероятна връзка между водата в междузвездната среда и водата в нашата Слънчева система, като потвърждават, че те имат сходен състав.
"Досега можехме да свържем Земята с кометите, а протозвездите - с междузвездната среда, но не можехме да свържем протозвездите с кометите. V883 Ori промени това и доказа, че водните молекули в тази система и в нашата Слънчева система имат сходно съотношение на деутерий и водород", коментира Джон Тобин, астроном в Националната радиоастрономическа обсерватория (NRAO) към Националната научна фондация и водещ автор на новата статия.
С помощта на ALMA астрономите откриват химическата сигнатура на газообразна вода в диска V883 Orionis, в който се формират планети. Това действа като времева марка за формирането на водата, позволявайки ни да проследим нейния път. Кредит: ESO
Наблюдението на вода в околозвездните дискове около протозвезди е трудно, тъй като в повечето системи водата присъства под формата на лед. Когато учените наблюдават протозвезди, те търсят линията на водния сняг или линията на леда - мястото, където водата преминава от предимно лед в газ, което радиоастрономията може да наблюдава в детайли.
"Ако снежната линия се намира твърде близо до звездата, няма достатъчно газообразна вода, която да бъде лесно откриваема, а праховият диск може да блокира голяма част от водните емисии. Но ако снежната линия е разположена по-далеч от звездата, има достатъчно газообразна вода, за да бъде открита, и това е случаят с V883 Ori", отбелязва Тобин, добавяйки, че уникалното състояние на протозвездата е направило този проект възможен.
Дискът на V883 Ori е доста масивен и е достатъчно горещ, за да може водата в него да се превърне от лед в газ. Това превръща тази протозвезда в идеална цел за изучаване на растежа и еволюцията на слънчевите системи с помощта на радиовълни.
В повечето случаи водата в околозвездните дискове, заобикалящи протозвездите, е под формата на лед, който понякога се простира на големи разстояния от звездата. В случая с V883 Ori снежната линия се простира на 80 AU от звездата - това е 80 пъти повече от разстоянието между Земята и Слънцето, както е показано на тази анимация. Но температурата на V883 Ori е достатъчно висока, за да може голяма част от леда в диска ѝ да се превърне в газ, което дава възможност на радиоастрономите да изследват тази вода в детайли. Новите наблюдения с ALMA разкриват, че водата в диска на V883 Ori е със същия основен състав като водата на обектите в нашата Слънчева система. Това предполага, че водата в нашата Слънчева система се е образувала милиарди години преди Слънцето в междузвездната среда. Кредит: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B.Saxton (NRAO/AUI/NSF)
За да свържат водата в протопланетния диск на V883 Ori с тази в нашата Слънчева система, екипът измерва нейния състав с помощта на високочувствителните приемници на ALMA в диапазона 5 (1,6 mm) и 6 (1,3 mm) и установява, че тя остава относително непроменена между всеки етап от формирането на Слънчевата система: протозвезда, протопланетен диск и комети.
"Това означава, че водата в нашата Слънчева система се е образувала много преди да се формират Слънцето, планетите и кометите. Вече знаехме, че в междузвездната среда има много воден лед. Нашите резултати показват, че тази вода се е вградила директно в Слънчевата система по време на нейното формиране", коментира Мерел ван 'т 'Хоф (Merel van ‘t ’Hoff), астроном от Мичиганския университет и съавтор на статията. "Това е вълнуващо, тъй като предполага, че и други планетни системи би трябвало да са получили големи количества вода."
Търсейки произхода на водата в нашата Слънчева система, учените се насочват към V883 Orionis - уникална протозвезда, разположена на 1305 светлинни години от Земята. За разлика от други протозвезди, околозвездният диск около V883 Ori е достатъчно горещ, за да може водата в него да се превърне от лед в газ, което дава възможност на учените да изследват състава му с помощта на радиотелескопи като тези в ALMA. Радионаблюденията на протозвездата разкриват вода (оранжево), прах (зелено) и молекулярен газ (синьо), което предполага, че водата на тази протозвезда е изключително подобна на водата на обекти в нашата Слънчева система и може да има сходен произход. Кредит: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Изясняването на ролята на водата в развитието на комети и планети е от решаващо значение за изграждането на представа за това как се е развила нашата собствена Слънчева система. Въпреки че се смята, че Слънцето се е формирало в плътен звезден куп, а V883 Ori е сравнително изолирана, без близки звезди, двете имат едно важно общо нещо: и двете са се формирали в гигантски молекулярни облаци.
"Известно е, че по-голямата част от водата в междузвездната среда се образува под формата на лед върху повърхността на малки прахови зърна в облаците. Когато тези облаци колапсират под влияние на собствената си гравитация и образуват млади звезди, водата се оказва в дисковете около тях. В крайна сметка дисковете еволюират и ледените прахови зърна се коагулират, образувайки нова слънчева система с планети и комети", обяснява Марго Лемкер (Margot Leemker), астроном в Лайденския университет и съавтор на статията. "Ние показахме, че водата, която се образува в облаците, следва този сценарий почти непроменена. Така че, като разглеждаме водата в диска на V883 Ori, ние по същество гледаме назад във времето и виждаме как е изглеждала нашата собствена Слънчева система, когато е била много по-млада."
V883 Orionis е протозвезда, разположена на около 1305 светлинни години от Земята в съзвездието Орион. Кредит: ESO/IAU и Sky & Telescope
"V883 Ori е липсващото звено и сега имаме непрекъсната верига в произхода на водата от кометите и протозвездите до междузвездната среда", добавя Тобин.
Справка: “Deuterium-enriched water ties planet-forming disks to comets and protostars” by John J. Tobin, Merel L. R. van ’t Hoff, Margot Leemker, Ewine F. van Dishoeck, Teresa Paneque-Carreño, Kenji Furuya, Daniel Harsono, Magnus V. Persson, L. Ilsedore Cleeves, Patrick D. Sheehan and Lucas Cieza, 8 March 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05676-z
Източник: Astonishing Discovery Reveals Water in Our Solar System May Have Originated Billions of Years Before the Sun
National Radio Astronomy Observatory
Още по темата
Космос
Пробите от астероида Рюгу съдържат 20 аминокиселини - градивни елементи на живота
Земята
Загадката на произхода на водата на Земята: Слънцето е изненадващ вероятен източник
Земята
Вода, вода и още вода за земните океани
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари