Впервые исследователи подтвердили наличие кристаллического водяного льда в пылевом осколочном диске, вращающемся вокруг звезды, похожей
на Солнце, с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба NASA.
Полная иллюстрация концепции художника и полная подпись показаны ниже.
Разве замороженная вода рассеяна в системах вокруг других звезд? Астрономы давно ожидали, что это так, частично основываясь на предыдущих обнаружениях ее газообразной формы, водяного пара, и ее присутствия
в нашей собственной солнечной системе.
Теперь есть неопровержимые доказательства: исследователи подтвердили наличие кристаллического водяного льда в пылевом осколочном диске, который вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии
155 световых лет от нас, используя подробные данные, известные как спектры, полученные с космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб».
(Термин «водяной лед» определяет его состав, поскольку в космосе также наблюдаются многие другие замороженные молекулы, такие как лед
из углекислого газа или «сухой лед».) В 2008 году данные с вышедшего
из эксплуатации космического телескопа NASA «Спитцер» намекнули
на возможность наличия замороженной воды в этой системе.
«Уэбб однозначно обнаружил не просто водяной лед, а кристаллический водяной лед, который также встречается в таких местах, как кольца Сатурна и ледяные тела в поясе Койпера нашей Солнечной системы», — сказал Чэнь Се, ведущий автор новой статьи и научный сотрудник Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд.
Вся замерзшая вода, обнаруженная Уэббом, связана с мелкими частицами пыли по всему диску — словно крошечные «грязные снежки».
Результаты опубликованы в среду в журнале Nature.
Астрономы ждали этих окончательных данных десятилетиями.
«Когда я был аспирантом 25 лет назад, мой научный руководитель сказал мне, что в дисках обломков должен быть лед, но до Уэбба у нас не было достаточно чувствительных инструментов, чтобы провести эти наблюдения», — сказала Кристин Чен, соавтор и ассоциированный астроном в Научном институте космического телескопа в Балтиморе. «Самое поразительное, что эти данные похожи на другие недавние наблюдения телескопа за объектами пояса Койпера в нашей собственной солнечной системе».
Водяной лед — важный ингредиент в дисках вокруг молодых звезд — он сильно влияет на формирование гигантских планет, а также может поставляться небольшими телами, такими как кометы и астероиды, на полностью сформированные каменистые планеты. Теперь, когда исследователи обнаружили водяной лед с помощью Уэбба, они открыли дверь для всех исследователей, чтобы изучить, как эти процессы по-новому разворачиваются во многих других планетных системах.
Камни, пыль, лед кружатся вокруг
Звезда, каталогизированная как HD 181327, значительно моложе нашего Солнца. По оценкам, ей 23 миллиона лет, по сравнению с более зрелым Солнцем в 4,6 миллиарда лет. Звезда немного массивнее Солнца и горячее,
что привело к образованию вокруг нее немного большей системы.
Наблюдения Уэбба подтверждают наличие значительного зазора между звездой и ее диском обломков — обширной области, свободной от пыли. Дальше ее диск обломков похож на пояс Койпера нашей солнечной системы, где находятся карликовые планеты, кометы и другие куски льда и камня
(иногда сталкивающиеся друг с другом). Миллиарды лет назад наш пояс Койпера, вероятно, был похож на диск обломков этой звезды.
«HD 181327 — очень активная система», — сказал Чен. «В ее диске обломков происходят регулярные, постоянные столкновения. Когда эти ледяные тела сталкиваются, они высвобождают крошечные частицы пылевого водяного льда, которые идеально подходят по размеру для обнаружения Уэббом».
Замерзшая вода — почти везде
Водяной лед не распределен равномерно по всей этой системе. Большая его часть находится там, где холоднее всего и дальше всего от звезды.
«Внешняя область диска обломков состоит более чем на 20%
из водяного льда», — сказал Се.
Чем ближе исследователи смотрели, тем меньше водяного льда они находили. Ближе к середине диска обломков Уэбб обнаружил около 8% водяного льда. Здесь, вероятно, замороженные частицы воды производятся немного быстрее, чем разрушаются. В области диска обломков, ближайшей к звезде, Уэбб
не обнаружил почти ничего. Вероятно, что ультрафиолетовый свет звезды испаряет ближайшие частички водяного льда. Также возможно, что породы, известные как планетезимали*, «заперли» замороженную воду в своих недрах, которую Уэбб не может обнаружить.
Эта команда и многие другие исследователи продолжат искать — и изучать — водяной лед в дисках обломков и активно формирующихся планетных системах по всей нашей галактике Млечный Путь. «Присутствие водяного льда способствует формированию планет», — сказал Се. «Ледяные материалы также могут в конечном итоге «доставляться» на планеты земной группы, которые могут формироваться в течение пары сотен миллионов лет
в таких системах».
Исследователи наблюдали HD 181327 с помощью NIRSpec (спектрографа ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба, который сверхчувствителен
к чрезвычайно слабым частицам пыли, которые можно обнаружить
только из космоса.
Космический телескоп Джеймса Уэбба — ведущая в мире обсерватория космической науки. Уэбб разгадывает тайны нашей солнечной системы, заглядывает в далекие миры вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей вселенной и наше место в ней.
Уэбб — это международная программа, возглавляемая NASA совместно
с партнерами, ESA (Европейское космическое агентство)
и CSA (Канадское космическое агентство).
*Планетезимали -Эти объекты считаются строительными блоками планет, которые могут образоваться в солнечной системе. Они начинаются как комки пыли в околозвездном диске, а затем превращаются в гальку и в конечном итоге в более крупные камни, которые стираются вместе, расширяясь. Присутствие газа помогает частицам твердого материала слипаться.
Информация взята с сайта nasa.gov
Спасибо, что ознакомились, ваш Павел М.