Завдяки молодій зорі V883 Ori астрономи змогли відстежити походження молекул води на планетах. З'ясувалося, у протопланетні диски навколо світил, де формуються планети, вода потрапляє ще з міжзоряного середовища. Її майже в незміненому вигляді зберігають крижані тіла, як-от комети, а потім заносять на планети. Тож молекули води на Землі старші за Сонце, пишуть вчені у статті, опублікованій у Nature.
Ілюстрація газопиловоого диску навколо V883 Ori.
ESO / L. Calçada
Де в космосі можна знайти воду?
Відомо, що вода є фундаментальною молекулою, яка бере участь у формуванні зірок та планет, каталізуючи формування у газопилових дисках навколо світил планетезималей, які потім утворять планети. Воду знаходили і у молекулярних хмарах, де народжуються зірки, куди вона потрапляла з міжзоряного середовища. Однак досі шлях молекул води з міжзоряного газу та пилу до поверхонь планет не був точно визначеним. Допомогла астрономам молода зірка V883 Ori, у протопланетному диску якої обсерваторія ALMA знайшла молекули води у газоподібному стані.
Що це за зірка?
Вчені спостерігали молоду зорю V883 Ori з сузір'я Оріона, яка знаходиться на відстані 1 350 світлових років від нас. Вік V883 Ori оцінюють всього у пів мільярда років, але маса її вже сягнула 1,3 маси Сонця. Масу її газопилового диска оцінюють у 0,02-0,09 маси Сонця, а наразі, через акреційний сплеск, який переживає V883 Ori, він піддається додатковому нагріву. Нагрівання «відсунуло» снігову лінію у протопланетному диску світила — межу, за якою вода перетворюється на кригу на поверхні пилинок, що ускладнює її вивчення.
Порівняння структури типового протопланетного диску з протопланетним диском навколо V883 Ori. У неї через акреційний спалах область з водяною парою набагато більша (помаранчевим). John J. Tobin et al. / Nature, 2023
Снігова лінія води у протопланетному диску V883 Ori простяглась аж на 80 астрономічних одиниць. Загальну масу газоподібної води навколо V883 Ori астрономи оцінили у 1,69×10^27 грама, що еквівалентно близько 1 200 земним океанам.
Так астрономи змогли виміряти співвідношення води H2O та води HDO із дейтерієвим ізотопом, за яким можна відстежити походження молекул. Воно виявилось порівнюваним з вмістом цих елементів у наймолодших протозорях (клас 0), а також багатьох кометах хмари Оорта. Вважається, ці комети сформувалися у віддалених областях протопланетного диска нашого Сонця, тому астрономи підсумовують, що протопланетні диски напряму отримують воду із міжзоряного середовища, а речовина не зазнає суттєвих змін.
Радіоспостереженя за протозорею виявили воду (помаранчевий), пил (зеленим) та молекулярний газ (синій), що дозволяє припустити, що вода у її протопланетному диску подібна до воду на об'єктах у нашій Сонячній системі і може мати подібне джерело походження. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Раніше ми розповідали, як за допомогою ALMA астрономи змогли побачити формування супутника в екзопланети.