Пробив: Откриха вода в Космоса! Телескопът "Джеймс Уеб" потвърди теория за произхода ѝ

Дълго време учените смятаха, че водата е била изобилна в периферията на Слънчевата система още в ранната ѝ история. Според преобладаващата хипотеза, именно комети и астероиди са доставили влага на Земята и вътрешните планети по време на периода, известен като Късната тежка бомбардировка – около 4 милиарда години назад.

Изобилието от лед в обекти като Пояса на Кайпер – регион с ледени тела в далечната периферия на Слънчевата система – дълго време поддържаше тази идея. Но доскоро тя не можеше да бъде потвърдена чрез преки наблюдения. Едва с развитието на астрономическата техника и възможността да се наблюдават млади извънслънчеви системи, учените получиха необходимите инструменти за проверка.

Благодарение на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST), астрономите вече разполагат с конкретни данни, потвърждаващи тази теория. Според изследване на екип от Университета „Джонс Хопкинс“, телескопът е открил воден лед в диска с отломки около звезда, наречена HD 181327, намираща се на 155 светлинни години от Земята.

Системата е изключително млада – едва на 23 милиона години – в сравнение със Слънчевата система, чиято възраст е около 4,6 милиарда години. Звездата е заобиколена от протопланетен диск, който все още не е образувал планети, което я прави изключително подходяща за изучаване на ранните етапи от формирането на планетни системи.

Чън Сие, главен автор на изследването и научен сътрудник в университета, заявява в съобщение на NASA: „Уеб недвусмислено засече не само воден лед, но и кристален воден лед – същият тип, какъвто се среща в пръстените на Сатурн и телата в Пояса на Кайпер. Присъствието на лед подпомага процеса на формиране на планети и може да доведе до пренос на вода към твърди планети в бъдеще.“

Изследователите използвали спектрографа NIRSpec на телескопа, за да анализират химическия състав на диска с отломки. Както се очаквало, най-голямото количество воден лед се намира във външния пръстен – над 20% от неговата маса е лед, комбиниран с прах (т.нар. „мръсни снежни топки“), подобно на обектите в Пояса на Кайпер.

Колкото по-близо до звездата се провеждали наблюденията, толкова по-малко лед се откривал. Само 8% от материала в междинната зона на диска съдържа лед, а в центъра практически липсва. Причина за това вероятно е ултравиолетовото лъчение на звездата, което предизвиква изпарение, но учените не изключват възможността част от водата да е „заключена“ в скали и планетезимали.

Наличието на воден лед в такива системи е ключово за разбирането на планетарната еволюция и потвърждава предварителни наблюдения от телескопа Spitzer от 2008 г. Според д-р Кристин Чен, съавтор на изследването и астроном в Space Telescope Science Institute, „преди Джеймс Уеб нямахме чувствителни инструменти, с които да направим подобни наблюдения, въпреки че теорията съществуваше от десетилетия.“

Данните разкриват и голяма прахова празнина между звездата и външния диск – структурна особеност, наподобяваща разпределението на обектите в нашата Слънчева система. Екипът отбелязва, че в системата на HD 181327 все още се случват сблъсъци между ледени тела, при които се отделят фини частици прашен лед, подходящи за засичане от мощния телескоп.

„HD 181327 е много активна система,“ заявява Чен. „Тези сблъсъци продължават, освобождавайки микрочастици, които телескопът улавя с висока прецизност.“

Получените данни ще подпомогнат бъдещи изследвания с телескопа „Джеймс Уеб“ и други нови обсерватории, като разширят разбирането за процесите, оформили нашата собствена планетна система.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature.