Ученые обнаружили водяной пар в диске вокруг молодой звезды именно там, где, возможно, формируются планеты. Вода – ключевой ингредиент для жизни на Земле. Считается, что она также играет важную роль в формировании планет. Однако до сих пор ученым не удавалось составить карту распределения воды в стабильном, холодном диске – типе диска, который обеспечивает наиболее благоприятные условия для формирования планет вокруг звезд. Новые открытия стали возможны благодаря Атакамскому большому миллиметровому/субмиллиметровому массиву (ALMA), сообщает Европейская южная обсерватория.
«Я и представить себе не мог, что мы сможем получить изображение океанов водяного пара в том же регионе, где, вероятно, формируется планета», – говорит Стефано Факини, астроном из Миланского университета, руководитель исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy. Наблюдения показали, что во внутреннем диске молодой солнцеподобной звезды HL Tauri, расположенной на расстоянии 450 световых лет от Земли в созвездии Тельца, воды по крайней мере в 3 раза больше, чем во всех земных океанах.
«Замечательно, что мы можем не только обнаружить, но и получить детальные изображения и пространственно разрешить водяной пар на расстоянии 450 световых лет от нас», – добавляет соавтор работы Леонардо Тести. Наблюдения с «пространственным разрешением» позволяют астрономам определить распределение воды в различных областях диска.
Значительное количество жидкости было обнаружено в области, где существует дыра в диске HL Tauri. Кольцеобразные разрывы вырезаются в богатых газом и пылью дисках орбитальными молодыми планетоподобными телами по мере того, как они накапливают материал и растут. «Наши последние снимки показывают значительное количество водяного пара на разных расстояниях от звезды, в том числе и в зазоре, где в настоящее время может формироваться планета», – говорит Факкини. Это позволяет предположить, что водяной пар может влиять на химический состав планет, формирующихся в этих регионах.
Наблюдение за водой с помощью наземного телескопа – нелегкая задача, поскольку обильный водяной пар в атмосфере Земли ухудшает астрономические сигналы. ALMA представляет собой массив телескопов в чилийской пустыне Атакама на высоте около 5000 метров, который был построен в сухих и высоких условиях специально для того, чтобы минимизировать ухудшение и обеспечить исключительные условия для наблюдений.
«Это действительно захватывающе – непосредственно наблюдать на фотографии, как молекулы воды высвобождаются из ледяных частиц пыли», – говорит Элизабет Хамфрис, астроном из ESO. Зерна пыли, составляющие диск, являются семенами формирования планет, сталкиваясь и слипаясь во все более крупные тела, вращающиеся вокруг звезды. Астрономы считают, что там, где достаточно холодно для того, чтобы вода замерзла на частицах пыли, они более эффективно слипаются – идеальное место для формирования планет. «Наши результаты показывают, как присутствие воды может повлиять на развитие планетарной системы, подобно тому, как это произошло около 4,5 миллиардов лет назад в нашей Солнечной системе», – добавляет Факкини.
Благодаря модернизации ALMA, формирование планет и роль воды в этом процессе станут яснее, чем когда-либо. В частности, METIS, Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, даст астрономам непревзойденные виды внутренних областей планетообразующих дисков, где формируются планеты, подобные Земле.
[Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.]