Виявлено воду в планетному диску навколо молодої зірки

В одній з найцікавіших систем молодих планет у Чумацькому Шляху щойно виявили водяну пару.

І не просто так. У розширеному диску пилу і газу, який все ще тримається навколо зірки PDS 70, космічний телескоп Джеймса Вебба виявив молекулярну сигнатуру води в регіоні, де, як очікується, можуть формуватися планети, подібні до Землі.

Це може допомогти нам з’ясувати, як утворилася Земля і звідки взялася її вода; але це також спокуслива підказка про формування інших потенційно придатних для життя світів у ширшій галактиці.

“Ми бачили воду в інших дисках, але не так близько і не в системі, де зараз формуються планети”, – каже астроном Джулія Перотті з Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині.

“До Вебба ми не могли проводити такі вимірювання”.

Вода необхідна для життя, яким ми його знаємо, але не зовсім зрозуміло, як Земля отримала воду.

Одна з популярних теорій полягає в тому, що її доставили водоносні астероїди, які врізалися в планету-дитину, але останнім часом з’являється все більше доказів того, що це не вся історія.

Дослідження метеоритів і місячного пилу свідчать про те, що вода була в Сонячній системі вже тоді, коли народжувалася Земля, і була включена в процес формування нашої рідної планети.

Ілюстрація, що демонструє, де була знайдена вода в системі PDS 70. (MPIA)

Розуміння того, звідки береться вода у світі земного типу, важливо для оцінки шансів на появу придатних для життя планет в інших частинах галактики, тому астрономи прагнуть з’ясувати, як це відбувається. Це відкриття також вказує на те, що вода присутня дуже рано.

“Можливо, ми знайшли докази того, що вода може також слугувати одним з початкових інгредієнтів кам’янистих планет і бути доступною при народженні”, – каже Перотті.

PDS 70 – це планетна система із зіркою і дитиною, що знаходиться на відстані близько 370 світлових років від Землі, оточена диском з матеріалу, в якому формуються екзопланети.

Їй близько 5,4 мільйона років, що означає, що вона відносно стара для протопланетного диска. Насправді, вчені виявили двох газових гігантів, що обертаються навколо зірки, з прямими зображеннями на додачу до того, що, схоже, є місяцеутворюючим диском, а також орбітальну пилову хмару.

Оскільки система настільки цікава, Перотті та її колеги використали JWST, щоб придивитися до неї ближче, щоб побачити, чи зможуть вони ідентифікувати молекулярний склад диска, аж до регіонального масштабу.

Вважалося, що внутрішня частина диска, де формуються кам’янисті планети, буде відносно сухою через потужне ультрафіолетове випромінювання і зоряні вітри. Але спектр, отриманий JWST, ідеально підходить для водяної пари.

Спостережений спектр води PDS 70 (чорний) у порівнянні з очікуваним спектром (синій). (MPIA)

Звідки береться вода – незрозуміло, але є два варіанти. Вона могла утворитися там, де вона є, разом із самою зіркою, з багатої на воду туманності; або ж вона могла накопичитися із зовнішніх областей диска.

Велика кількість пилу, яку команда знайшла у внутрішній частині диска, могла, на думку дослідників, слугувати щитом, що захищав його від зірки.

“Істина, ймовірно, полягає в комбінації всіх цих варіантів, – каже Перотті. “Проте, цілком ймовірно, що якийсь один механізм відіграє вирішальну роль у підтримці водного резервуару диска PDS 70. Майбутнє завдання полягає в тому, щоб з’ясувати, який саме”.