Подорож води від міжзоряних хмар до життєпридатних світів

Міжнародна команда астрономів, завдяки даним від космічній обсерваторії Гершеля, написала огляд всього того, що ми знаємо про воду в міжзоряних хмарах. Стаття, опублікована в Astronomy & Astrophysics, узагальнює наявні знання та надає нову інформацію про походження води у нових, потенційно життєпридатних світах. Очікується, що стаття послужить довідковим матеріалом упродовж наступних двадцяти років.

Про це розповідають в Нідерландській дослідницькій школі астрономії.

Як і де вода утворюється в міжзоряному просторі і як вона врешті-решт потрапляє на таку планету, як Земля, ще 10 років тому погано було зрозуміло. Однією з причин цього є те, що на спостереження, зроблені за допомогою наземних телескопів, впливає водяна пара в нашій атмосфері. У 2009 році Європейське космічне агентство запустило космічний телескоп Гершеля, який працював у дальньому інфрачервоному діапазоні. Однією з головних цілей Гершеля було дослідження води в космосі. Космічний телескоп експлуатувався до 2013 року. Особливе значення на ньому мав прилад HIFI, зроблений під проводом Нідерландів, відомий також як "мисливець на молекули". За останні роки на основі даних про воду, отриманих Гершелем, були опубліковані десятки наукових статей. Зараз ці результати були об’єднані та доповнені новими уявленнями.

Нове дослідження описує подорож води протягом усього процесу формування зірок, включаючи проміжні стадії, якими до цього часу приділялося менше уваги. Стаття показує, що більша частина води утворюється у вигляді льоду на крихітних частинках пилу в холодних та розріджених міжзоряних хмарах. Під час колапсування (стискання) хмари на нові зірки та планети, ця вода в основному зберігається і швидко закріплюється на крупинках пилу розміром із гальку... У обертовому диску навколо молодої зірки ця галька потім утворює будівельні блоки для нових планет.

Крім того, дослідники підрахували, що більшість нових сонячних систем народжуються з достатньою кількістю води, щоб заповнити кілька тисяч океанів. Астроном Евін ван Дішек з Лейденського університету: “Захоплює усвідомлення того, що, коли випиваєш склянку води, більшість цих молекул були утворені понад 4,5 мільярдів років тому в хмарі, з якої утворилися наше Сонце і планети”.

Багато попередніх результатів Гершеля зосереджувались на гарячій водяній парі, яка помітно видима і рясно виробляється поблизу зірок, що формуються. Але ця гаряча вода втрачається у космос завдяки потужним відтокам від молодої зірки. Під час написання огляду дослідники отримували все більше і більше інформації щодо хімії холодного водяного пару та льоду. Наприклад, вони змогли показати, що міжзоряний лід росте на крупинках пилу шар за шаром. Цей висновок базується на слабких сигналах від важкої води (HDO та D2O замість H2O).

Новини за подібною темою:

		Астрономи відкрили молекули, які зберігають більшу частину вуглецю у космосі
		"Габбл" і "Нові горизонти" одночасно націлилися на Уран для подальшого вивчення екзопланет
		Вчені відкрили планету, що обертається навколо найближчої до нашого Сонця поодинокої зорі

У майбутньому дослідники сподіваються, що зможуть вивчати більше води у Всесвіті, особливо при формуванні планетних систем. Однак це може зайняти деякий час. Наступний космічний телескоп, порівнянний з Гершелем, планується запустити не раніше 2040 року. Евін ван Дішек: “Був шанс, що  "водний телескоп" вийде в космос в районі 2030 року, але цей проект був скасований. Шкода, але це була додаткова причина для нашої команди написати водний огляд. Таким чином, ми маємо колективну пам'ять на той час, коли з'явиться нова місія”.

Більше того, наприкінці 2021 року буде запущений космічний телескоп Джеймса Вебба. Він міститиме інструмент MIRI, побудований у рамках європейської-американського партнерства, який зможе розкрити частину водної дорожньої карти, яка досі залишалася недосяжною. MIRI зможе виявляти теплу водяну пару у внутрішніх зонах пилових дисків. Співавтор Міхіель Хогерхейде (Лейденський університет та Амстердамський університет) каже: “Гершель вже показав, що диски, що утворюють планети, багаті водним льодом. За допомогою MIRI тепер ми зможемо йти цим шляхом у регіони, де формуються землеподібні планети”.

Телескопи ALMA в Чилі можуть спостерігати водяну пару в космосі з землі. Сюди відноситься вода у віддалених галактиках, де водяні лінії змістилися від тих, що в атмосфері Землі. Співавтор Ларс Кристенсен (Університет Копенгагена, Данія) додає: "Завдяки спадщині Гершеля ми можемо набагато краще інтерпретувати ці дані ALMA".

Стаття під назвою "Вода у регіонах із зореутворенням: фізика та хімія від хмар до дисків, досліджені спектроскопією Гершеля", була прийнята на публікацію в журнал "Astronomy & Astrophysics".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Екзопланети
• астрохімія