Вода землі може бути результатом однієї з найвідоміших катастроф. Близько чотирьох мільярдів років тому Юпітер, Сатурн, Уран та Нептун змінили орбіти і спричинили руйнівний дощ астероїдів, комет та інших небесних тіл у внутрішню Сонячну систему, де вони врізалися в Місяць, Землю та решту скелястих планет. Ці астрономічні бомби – шрами яких досі видно на нашому місяці – були завантажені льодом. Багато астрономів вважають, що більша частина води нашої планети має це чужоземне походження, і це з’явилося в вирішальний момент, коли життя з’явиться вперше.

Тепер команда астрономів виявила – вперше – кристалічний водяний лід у молоді зірковій системі поза нашим сонцем. Заморожена вода лежить у так званому сміттєвому диску, що масковується на сміттєвий диск з пилом та скелями HD 181327, зірка, розташована на відстані 155 світлових років, подібно до нашого сонця. Відкриття є важливим доказом того, що те, що сталося в нашій власній Сонячній системі, може статися скрізь у Всесвіті.

“У цій зірці ми бачимо власне минуле”,-каже Спін-Алонсо, співавтор дослідження іспанського астронома Ноя. Робота стала можливою завдяки космічному телескопі Джеймса Вебба з НАСА, який захопив світло, що випромінюється димом, і визначила присутні молекули. Робота була опублікована в середу в ПриродаПровідний журнал для світової науки.

До цих пір водний лід лише на деяких лініях гігантських планет, а також на планетах та інших тілах в поясі Куйпера, який розташований поза орбітою Нептуна. У 2012 році космічний телескоп Хаббла вже натякнув на присутність льоду в HD 181327, але не зміг його підтвердити. Екстремальні можливості інфрачервоних інструментів на борту Джеймса Вебба, запущених у 2021 році, тепер підтвердили наявність цього важливого зв’язку без сумніву.

Астрономи вважають, що сміттєве кільце, що спостерігається навколо цієї зірки, може бути дуже схожим на те, що існувало навколо сонця, перш ніж гігантські планети очистили свої орбіти. Зірці лише 23 мільйони років – короткий період порівняно з 4,6 мільярда років нашого сонця – і його диск приблизно втричі більше, ніж пояс Куйпера, що триває близько 18 мільярдів кілометрів.

“Лід на землі кристалічний; воно утворюється в правильних умовах, щоб прийняти шестикутну форму”,-пояснює Пінілья-Алонсо. “Аморфний лід, з іншого боку, швидко утворюється, і, отже, не встигає організувати себе. Це найпоширеніший тип льоду у Всесвіті. Цікаво, що в поясі Куйпера телескоп Джеймс Вебб показав нам, що всі об’єкти з водою містять кристалічну воду, той самий тип, який зараз відкривається в HD 181327.

Телескоп Джеймс Вебб також дозволив вченим спостерігати за такою спрямованою сніговою лінією: кордон, за якою всі елементи знаходяться у формі льоду. У присутності замерзлої води, найближчої до зірок, майже немає тепла, тоді як у більш віддалених районах лід становить до 20% від загального складу.

Астрономи вважають, що тіла, що обертаються на кільці, стикаються між собою і генерують більші тіла, що в кінцевому підсумку може стати планетами. Ці ефекти також розкидані частинками льоду розміром з міліметром по всій системі. Наявність оксиду вуглецю також була підтверджена в цій зірці, і, можливо, вуглекислий газ, поряд із важливими мінералами, пояснює Pinilla-Alonso, що також нагадує нашу власну систему.

“Ми, мабуть, бачимо, що все дуже схоже на те, що сталося на початку нашої власної Сонячної системи”,-пояснює Пінілья-Алонсо. “Сонячні системи починаються з протопланетичного диска пилу і газу, потім із сміттєвими дисками, такими як цей, і, нарешті, з формуванням планет. Вебб виявив наявність льоду на всіх цих етапах. Спостереження за цим диском та, мабуть, іншими, дозволяє нам зрозуміти мости між цими різними фазами в перший раз”, – додає астрономер, який нещодавно вступив у університет.

Pinilla-Alonso стала співавтором дослідження разом з колегами з Університету Флориди, Університету Арізони та Інститутом науки космічного телескопа, який контролює Джеймса Вебба.

Гілл Англада, дослідник Інституту астрофізики Андалусії, який не брав участі у дослідженні, підкреслює його значення. “Це дуже важливе відкриття, хоча і не зовсім несподіване”, – стверджує він.

Англада зосереджується на вивченні протопланетних дисків, і його команда підтвердила наявність льоду в цих кільцях за допомогою космічних та наземних телескопів. Коли зірка досягає перших мільйонів років, її радіація випаровує майже весь газ, залишаючи лише пил, з якого утворюється сміття.

“Ця робота досить чітко показує, що у зовнішніх шарах є резервуар льоду, який згодом поширюється через зіткнення” пилу та скель, які “постійно” впливають на Англада.

Снігова лінія позначає рішучий кордон. Тіло, повалене на лід, підштовхуване гігантськими планетами, може перетнути цю кордон і в кінцевому підсумку зіткнутися з кам’янистими планетами, утворюючи океани рідкої води. “Це те, що сталося в нашій Сонячній системі, але це лише теорія. Ми все ще далеко від того, як це відбувається, і кожен випадок може бути різним”, – попереджає Англада.

Така катастрофічна подія, спричинена газовими гігантами, ще не відбулася на спостережуваній зірці, але, ймовірно, це могло. Попередні дослідження показують наявність планет у цьому поясі. І навіть якщо ніхто не існував, автори цього нового дослідження оцінюють, що вони можуть скласти приблизно 100 мільйонів років потому. Тим часом, ближче до будинку, дослідники продовжують збирати дані про можливу присутність дев’ятої планети в Сонячній системі, що може порушити рух крижаних тіл у найбільш віддалених районах поясу Купера.

Реєстрація Наш щотижневий бюлетень Щоб отримати більше новин з англійською мовою від видання El País USA