НАСА-ин Веб свемирски телескоп детектује водену пару у региону Стеновите планете

Откриће показује да постоји резервоар воде доступан за земаљске планете које би се тамо могле спојити.

Вода, вода, свуда – не у капима, већ као пара. научници који користе НАСА‘с Свемирски телескоп Џејмс Веб Открили су да жедне планете у систему ПДС 70 имају приступ резервоару воде. Што је најважније, водена пара је пронађена у кругу од 100 милиона миља од звезде – региона где би се могле формирати земаљске планете попут Земље. (Земља кружи око 93 милиона миља од нашег сунца.)

ПДС 70 је много хладнији од нашег Сунца, са процењеном старошћу од 5,4 милиона година. У њему се налазе две познате планете гасног гиганта, од којих бар једна још акумулира материјал и расте. Ово је прво откривање воде у земаљској области диска за који је већ познато да садржи две или више протопланета.

Спектар протопланетног диска ПДС 70, добијен помоћу Вебовог МИРИ (средње инфрацрвеног инструмента), приказује бројне емисионе линије из водене паре. Научници су утврдили да је вода присутна у унутрашњем диску система, на удаљеностима мањим од 100 милиона миља од звезде – области у којој се могу формирати стеновите и земаљске планете. Заслуге: НАСА, ЕСА, ЦСА, Џозеф Олмстед (СТСцИ)

Веб свемирски телескоп детектује водену пару у региону формирања стеновитих планета

Вода је неопходна за живот какав познајемо. Међутим, како је вода доспела на Земљу и да ли би исти процеси могли да посеју семе стеновитих егзопланета које круже око удаљених звезда остају предмет научне дебате. Ове дискусије могу имати користи од нових увида из планетарног система ПДС 70, који се налази 370 светлосних година од нас. Овај звездани систем укључује унутрашњи и спољашњи диск гаса и прашине, који су раздвојени размаком од 5 милијарди миља (или 8 милијарди километара). Две познате планете гасног гиганта налазе се унутар овог јаза.

Нови подаци, које је прикупио МИРИ (средњи инфрацрвени инструмент) НАСА-иног свемирског телескопа Џејмс Веб, открили су водену пару у унутрашњем диску система, на удаљеностима мањим од 100 милиона миља (160 милиона км) од звезде – региона где се могу формирати стеновите и земаљске планете. (Земља кружи око 93 милиона миља од нашег сунца.) Треба напоменути да је ово први пут да је вода откривена у земаљској области диска за који је већ потврђено да има две или више протопланета.

„Видели смо воду на другим дисковима, али не тако близу система где се планете тренутно групишу. Нисмо били у могућности да извршимо овакву врсту мерења пре Веба“, рекла је водећи аутор Гиулиа Перотти са Института Макс Планк за астрономију (МПИА) у Хајделбергу, Немачка.

„Ово откриће је веома узбудљиво, јер истражује регион у коме се обично формирају стеновите планете налик Земљи“, додао је директор МПИА Томас Хенинг, коаутор рада. Хенинг је главни истраживач за Веббов МИРИ (Мид-Инфраред Диск Сурвеи) програм, који је обавио детекцију, и главни истраживач за МИНДС (МИРИ Мид-Инфраред Диск Сурвеи) програм, који је узео податке.

Парно окружење за формирање планета

ПДС 70 је звезда К-типа, која је много хладнија од нашег Сунца, са процењеном старошћу од 5,4 милиона година. Ово је релативно старо у смислу звезда са дисковима који формирају планете, што је откриће водене паре учинило изненађујућим.

Временом се садржај гаса и прашине у дисковима који формирају планете смањује. Или зрачење и ветрови централне звезде одувају такав материјал, или прашина прерасте у већа тела која на крају формирају планете. Пошто претходне студије нису успеле да открију воду у централним деловима дискова сличне старости, астрономи су сумњали да можда неће преживети оштро звездано зрачење, што је довело до сувог окружења за формирање било каквих стеновитих планета.

Астрономи још нису открили ниједну планету која се формира унутар унутрашњег диска ПДС 70. Међутим, они виде сировине за изградњу стеновитих светова у облику силиката. Откриће водене паре сугерише да да су се тамо формирале стеновите планете, од самог почетка би им вода била доступна.

Пронашли смо прилично велику количину малих зрна прашине. Поред нашег открића водене паре, унутрашњи диск је веома узбудљиво место, рекао је коаутор Ренц Вотерс са Универзитета Радбоуд у Холандији.

Какво је порекло воде?

Ово откриће поставља питање извора воде. Тим МИНДС-а је погледао два различита сценарија како би објаснио своје налазе.

Једна од могућности је да се молекули воде формирају на месту, како их детектујемо, када се атоми водоника и кисеоника рекомбинују. Друга могућност је да се честице прашине обложене ледом крећу са хладног спољашњег диска на врући унутрашњи диск, где се водени лед сублимира и претвара у пару. Овај транспортни систем би био изненађујући, јер би прашина морала да пређе огроман понор који формирају две џиновске планете.

Још једно питање које поставља ово откриће је како вода може да преживи тако близу звезде, када ултраљубичасто светло звезде мора да разбије све молекуле воде. Највероватније, околни материјали као што су прашина и друге честице воде делују као заштитни штит. Као резултат тога, вода откривена у унутрашњем диску ПДС 70 могла би избећи уништење.

На крају, тим ће користити још два Вебб инструмента, НИРЦам (блиска инфрацрвена камера) и НИРСпец (блиски инфрацрвени спектрометар), да проучи ПДС 70 у настојању да извуче боље разумевање.

Ова запажања су узета као део посматрања гарантованог времена 1282. Овај налаз је објављен у часопису природа.

Референца: „Вода у области формирања планета ПДС 70” Г. Перотти, В. Цхристиаенс, Тх. Хеннинг, П. Табоне, ЛБФМ Ватерс, И. Цамп, Ј. Олофссон, СЛ Грант, Д. Гасман, Ј. Бовман, М. Самланд, Францесцхи Р, ЕФ Ван Дисхоек, К. Сцхвартз, М. Гооделл, П.-О. Лагаге, Т. П. Раи, Б. Ванденбуссцхе, А. Абергел, О. Абсил, А. М. Арабхави, И. Аргириоу, Д. Баррадо, А. Боццалетти, А. Царатти о Гаратти, В. Геерс, А. М. Глаусер, К. Јустаннонт, Ф. Лахуис, Н. природа.
ДОИ: 10.1038/с41586-023-06317-9

Свемирски телескоп Џејмс Веб је највећа светска опсерваторија за свемирску науку. Веб решава мистерије у нашем соларном систему, гледа даље у удаљене светове око других звезда и истражује мистериозне структуре и порекло универзума и наше место у њему. Вебб је међународни програм који води НАСА са својим партнером, ЕСА (Европска свемирска агенција) и Канадска свемирска агенција.