Невероватно откриће открива порекло воде у нашем соларном систему милијардама година пре сунца

АЛМА прати историју воде у формирању планета уназад до међузвезданог медијума

Посматрања воде у диску који се формира око протозвезде В883 Ори открила су трагове о формирању комета и малих планета у нашем Сунчевом систему.

Научници који проучавају оближњу протозвезду открили су воду у њеном ободном диску. Нова запажања направљена помоћу Атацама великог милиметарског/субмилиметарског низа (АЛМА) представљају прво откривање воде која је наследна у протопланетарном диску без значајних промена у његовом саставу. Ови налази такође указују да се вода у нашем соларном систему формирала милијардама година пре сунца. Нова запажања су објављена 8. марта у часопису природа.

Овај уметников утисак приказује диск који формира планету око звезде В883 Орионис. Вода на спољашњој страни диска је замрзнута као лед и стога је није лако открити. Експлозија енергије из звезде загрева унутрашњи диск до температуре на којој је вода гасовита, што омогућава астрономима да је открију.
Уметнута слика приказује две врсте молекула воде проучаване на овом диску: обична вода, са једним атомом кисеоника и два атома водоника, и тежа верзија где је атом водоника замењен деутеријумом, тешким изотопом водоника.
Кредит: ЕСО/Л. Цалзада

В883 Орионис је протозвезда која се налази на око 1.305 светлосних година од Земље у сазвежђу Ориона. Нова запажања ове протозвезде помогла су научницима да пронађу могућу везу између воде у међузвезданом медијуму и воде у нашем соларном систему потврђујући да имају сличан састав.

В883 Ори је јединствена протозвезда чија је температура довољно топла да се вода у околном диску претворила у гас, што омогућава радио астрономима да прате порекло воде. Нова запажања коришћењем Атацама великог милиметарског/субмилиметарског низа (АЛМА) пружила су прву потврду да вода у нашем соларном систему може доћи са истог места као и вода у дисковима који окружују протозвезде другде у универзуму: међузвезданог медијума. Заслуге: АЛМА (ЕСО/НАОЈ/НРАО), Б. Сактон (НРАО/АУИ/НСФ)

„Можемо да замислимо пут воде кроз универзум као пут. Знамо како изгледају крајње тачке, а то су вода на планетама и кометама, али желели смо да пратимо тај пут назад до порекла воде.“, главни аутор на новом папир.” До сада смо могли да повезујемо Земљу са кометама, а протозвезде са међузвезданим медијумом, али нисмо могли да повезујемо протозвезде са кометама. В883 Ори је то променио, доказујући да молекули воде у овом систему иу нашем соларном систему имају сличан удео деутеријума и водоника. „

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=В1Сфолр1увК
Користите[{“ attribute=““>ALMA, astronomers have detected the chemical signature of gaseous water in the planet-forming disc V883 Orionis. This acts as a timestamp for the water’s formation, allowing us to trace its journey. Credit: ESO

Observing water in the circumstellar disks around protostars is difficult because in most systems water is present in the form of ice. When scientists observe protostars they’re looking for the water snow line or ice line, which is the place where water transitions from predominantly ice to gas, which radio astronomy can observe in detail. “If the snow line is located too close to the star, there isn’t enough gaseous water to be easily detectable and the dusty disk may block out a lot of the water emission. But if the snow line is located further from the star, there is sufficient gaseous water to be detectable, and that’s the case with V883 Ori,” said Tobin, who added that the unique state of the protostar is what made this project possible.

V883 Ori’s disk is quite massive and is just hot enough that the water in it has turned from ice to gas. That makes this protostar an ideal target for studying the growth and evolution of solar systems at radio wavelengths.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=т2Л9во8о3ц8
Већину времена, вода у дисковима који окружују протозвезде је у облику леда, који се понекад протеже на велике удаљености од звезде. У случају В883 Ори, снежна линија се протеже 80 јединица од звезде; Ово је 80 пута растојање између Земље и Сунца, као што је приказано у овој анимацији. Али температура у В883 Ори је довољно топла да се већи део леда на његовом диску претворио у гас, што је омогућило радио астрономима да детаљно проуче ту воду. Нова запажања помоћу Атацама Ларге Миллиметер/субмилиметер Арраи (АЛМА) откривају да вода у В883 Оријевом диску има исти основни састав као вода на објектима у нашем соларном систему. Ово указује да је вода у нашем соларном систему настала милијардама година пре сунца у међузвезданом медију. Заслуге: АЛМА (ЕСО/НАОЈ/НРАО), Ј. Тобин, П. Сактон (НРАО/АУИ/НСФ)

„Ово запажање наглашава изузетне могућности инструмента АЛМА у помагању астрономима да проучавају нешто тако важно за живот на Земљи: воду“, рекао је Џо Пеши, програмски службеник Националне научне фондације у АЛМА-и. „Разумевање основних процеса који су важни за нас на Земљи, а који се виде далеко изван галаксије, такође информише наше знање о томе како природа функционише уопште, и о процесима који се морају десити да би наш соларни систем еволуирао у оно што знамо. данас.“

Да би повезали воду у протопланетарном диску В883 Ори са оним у нашем соларном систему, тим је измерио њен састав користећи АЛМА-ине високо осетљиве пријемнике Банд 5 (1,6 мм) и Банд 6 (1,3 мм) и открио да остаје релативно непромењен између сваке фазе формирања Сунчевог система: Протозвезда, протопланетарни диск и комете. То значи да је вода у нашем соларном систему настала много пре формирања сунца, планета и комета. Већ смо знали да у међузвезданом медију постоји много воденог леда. Наши резултати показују да је ова вода уграђена директно у Сунчев систем током његовог формирања, рекао је Мерил ван те Хоф, астроном са Универзитета у Мичигену и један од аутора рада. „Ово је узбудљиво јер указује на то да су и други планетарни системи морали добити значајне количине воде.“

Док су трагали за пореклом воде у нашем соларном систему, научници су се настанили на В883 Орионис, јединственој протозвезди која се налази 1.305 светлосних година од Земље. За разлику од других протозвезда, циркумзвездани диск који окружује В883 Ори је довољно врућ да се вода у њему претворила из леда у гас, што омогућава научницима да проучавају његов састав помоћу радио телескопа као што су они на Атацама Ларге Миллиметер/субмилиметер Арраи (АЛМА). ). Радио посматрања протозвезде открила су присуство воде (наранџаста), прашина (зелена) и молекуларног гаса (плава) што указује да је вода на овој протозвезди веома слична води на објектима у нашем Сунчевом систему и да може имати истог порекла. Заслуге: АЛМА (ЕСО/НАОЈ/НРАО), Ј. Тобин, Б. Сактон (НРАО/АУИ/НСФ)

Разјашњавање улоге воде у развоју комета и малих планета је кључно за изградњу разумевања како је еволуирао наш соларни систем. Иако се сматра да се Сунце формирало у густом јату звезда, а В883 Ори је релативно изолован без звезда у близини, ова два имају једну важну заједничку ствар: обе су формиране у џиновским молекуларним облацима.

„Познато је да се највећи део воде у међузвезданом медију формира као лед на површинама ситних зрна прашине у облацима. Када се ови облаци колабирају под сопственом гравитацијом и формирају младе звезде, вода завршава у дисковима око њих. На крају, дискови еволуирају и зрна ледене прашине се коагулирају и формирају нови соларни систем са планетама и кометама“, рекла је Маргот Лемкер, астроном са Универзитета у Лајдену и коаутор рада. „Показали смо да вода која се производи у облацима прати ову путању готово непромењена. Дакле, гледајући воду на В883 Оријевом диску, гледамо уназад кроз време и видимо како је изгледао наш соларни систем када је био много млађи .”

В883 Орионис је протозвезда која се налази на око 1.305 светлосних година од Земље у сазвежђу Ориона. Заслуге: ЕСО/ИАУ и Ски & Телесцопе

Тобин је додао: „До сада је ланац воде застао у развоју нашег соларног система. В883 Ори је карика која недостаје у овом случају, и сада имамо непрекинути ланац у ланцу воде од комета и протозвезда до међузвезданог медијума. ”

За више информација о овом открићу, погледајте Вода на Земљи старија од нашег Сунца.

Референца: „Вода обогаћена деутеријумом везује дискове који формирају планете за комете и протозвезде“ од Џона Ј. Тобина, Меррилл Л.Р. Ван Ховеа, Маргот Лемкер, Евен Ф. Ван Дисхоек, Тереса Панеки-Царино, Кенџи Фуруиа, Даниел Харсоно, Магнус Ф. Пеарсон, Елзидор Цлеавес, Патрицк Д. Схеехан и Луцас Сиза, 8. март 2023, доступно овде. природа.
ДОИ: 10.1038/с41586-022-05676-з