Вода — одна из важнейших молекул во Вселенной. Как превосходный растворитель, она была существенной для зарождения жизни на Земле.
Фокус химической характеристики атмосферы экзопланет – обнаружение определённых молекул. Важную роль в этом играет вода, ведь она существенно влияет на физику формирования планетных систем благодаря высокому содержанию в газообразном и ледяном состояниях.
С помощью радиоинтерферометра ALMA группа специалистов ESO обнаружила и изучила водяной пар в диске вещества, окружающем молодую звезду HL Tauri, где может происходить образование планет. Это первый случай картирования распределения воды в стабильном, холодном диске — типе диска, который предлагает наиболее благоприятные условия для формирования планет вокруг звезд.
Наблюдения за водяным паром в системе, удаленной на 450 световых лет.
HL Tauri — молодая звезда, похожая на Солнце, которая находится в 450 световых годах от Земли в созвездии Тельца. Благодаря наблюдениям с помощью ALMA удалось получить четкие изображения и определить расположение водяного пара в диске HL Tauri, несмотря на ее удаленность.
Наблюдения за водой из космоса затруднены из-за водяного пара в земной атмосфере, который искажает астрономические сигналы. ALMA является единственным объектом, способным выполнять подобные наблюдения.
Новые наблюдения проводились с помощью приемников Band 5 и Band 7, установленных на ALMA. Разработка приемника Band 5 велась в Чалмерсе/NOVA (Нидерландской исследовательской школе астрономии) при участии ESO, а приемника Band 7 – в IRAM (Институте радиоастрономии миллиметрового диапазона). Приемник Band 5 расширил частотный диапазон ALMA для поиска воды во Вселенной и составления ее карты.
Ученые изучали три спектральных линии воды, находящиеся в двух частотных диапазонах приемника, для составления её карты при разных температурах.
Воды в этом диске в избытке
Обсерватория ALMA обнаружила, что во внутренней части диска звезды HL Tauri содержится не менее трех раз больше воды, чем во всех земных океанах. Примечательно, что большое количество воды обнаружено в области с уже наблюдаемым разрывом. Это значит, что в более бедном материалом участке, где, скорее всего, формируется планета, находится значительное количество воды.
Откровение даёт возможность полагать, что водяной пар может оказывать влияние на химический состав планет, образующихся в указанных областях. Результаты демонстрируют влияние воды на формирование планетных систем. Пример – Солнечная система, где вода сыграла роль около 4,5 млрд лет назад. — Объясняет Стефано Факини из Миланского государственного университета, руководивший исследованием.
Модернизация ALMA и пуск в действие в ближайшее время ELT (Extremely Large Telescope) ESO позволят глубже понять формирование планет и роль воды в этом процессе.
В журнале Nature Astronomy вышел исследовательский труд. .