Путешествие воды от межзвездных облаков в жизнепригодные миры

Международная команда астрономов, благодаря данным от космической обсерватории Гершеля, написала обзор всего того, что мы знаем о воде в межзвездных облаках. Статья, опубликованная в Astronomy & Astrophysics, обобщает имеющиеся знания и предоставляет новую информацию о происхождении воды в новых, потенциально жизнепригодных мирах. Ожидается, что статья послужит справочным материалом в течение следующих двадцати лет.

Об этом рассказывают в Нидерландской исследовательской школе астрономии.

Как и где вода образуется в межзвездном пространстве и как она в конце концов попадает на такую планету, как Земля, еще 10 лет назад плохо было понятно. Одной из причин этого является то, что на наблюдения, сделанные с помощью наземных телескопов, влияет водяной пар в нашей атмосфере. В 2009 году Европейское космическое агентство запустило космический телескоп Гершеля, работающий в дальнем инфракрасном диапазоне. Одной из главных целей Гершеля было исследование воды в космосе. Космический телескоп эксплуатировался до 2013 года. Особое значение на нем имел прибор HIFI, сделанный под руководством Нидерландов, известный также как "охотник на молекулы". За последние годы на основе данных о воде, полученных Гершелем, были опубликованы десятки научных статей. Сейчас эти результаты были объединены и дополнены новыми представлениями.

Новое исследование описывает путешествие воды в течение всего процесса формирования звезд, включая промежуточные стадии, которыми до сих пор уделялось меньше внимания. Статья показывает, что большая часть воды образуется в виде льда на крошечных частицах пыли в холодных и разреженных межзвездных облаках. Во время коллапсирования (сжатия) облака на новые звезды и планеты, эта вода в основном сохраняется и быстро закрепляется на крупицах пыли размером с гальку... Во вращающемся диске вокруг молодой звезды эта галька затем образует строительные блоки для новых планет.

Кроме того, исследователи подсчитали, что большинство новых солнечных систем рождаются с достаточным количеством воды, чтобы заполнить несколько тысяч океанов. Астроном Эвин ван Дишек из Лейденского университета: "Восхищает осознание того, что, когда выпиваешь стакан воды, большинство этих молекул были образованы более 4,5 миллиардов лет назад в облаке, из которого образовались наше Солнце и планеты».

Многие предварительные результаты Гершеля были сосредоточены на горячем водяном паре, который заметно видим и обильно производится вблизи формирующихся звезд. Но эта горячая вода теряется в космос благодаря мощным оттокам от молодой звезды. Во время написания обзора исследователи получали все больше и больше информации о химии холодного водяного пара и льда. Например, они смогли показать, что межзвездный лед растет на крупицах пыли слой за слоем. Этот вывод базируется на слабых сигналах от тяжелой воды (HDO и D2O вместо H2O).

В будущем исследователи надеются, что смогут изучать больше воды во Вселенной, особенно при формировании планетных систем. Однако это может занять некоторое время. Следующий космический телескоп, сравнимый с Гершелем, планируется запустить не раньше 2040 года. Эвин ван Дишек: «Был шанс, что "водный телескоп" выйдет в космос в районе 2030 года, но этот проект был отменен. Жаль, но это была дополнительная причина для нашей команды написать водный обзор. Таким образом, мы имеем коллективную память на то время, когда появится новая миссия».

Более того, в конце 2021 года будет запущен космический телескоп Джеймса Вебба. Он будет содержать инструмент MIRI, построенный в рамках европейской-американского партнерства, который сможет раскрыть часть водной дорожной карты, которая до сих пор оставалась недостижимой. MIRI сможет выявлять теплый водяной пар во внутренних зонах пылевых дисков. Соавтор Михиель Хогерхейде (Лейденский университет и Амстердамский университет) говорит: "Гершель уже показал, что диски, образующие планеты, богатые водным льдом. С помощью MIRI теперь мы сможем идти по этому пути в регионы, где формируются землеподобные планеты".

Телескопы ALMA в Чили могут наблюдать водяной пар в космосе с земли. Сюда относится вода в отдаленных галактиках, где водяные линии сместились от тех, что в атмосфере Земли. Соавтор Ларс Кристенсен (Университет Копенгагена, Дания) добавляет: "Благодаря наследию Гершеля мы можем гораздо лучше интерпретировать эти данные ALMA".

Статья под названием "Вода в звездообразующих регионах: физика и химия от облаков до дисков, исследованные спектроскопией Гершеля", была принята на публикацию в журнал "Astronomy & Astrophysics".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.