Впервые астрономы обнаружили водяной лед в планетной системе вне Солнечной системы. Такое важное открытие совершили с помощью космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб».
Открытие кристаллического льда вместо обычного водяного пара – значительное достижение в поиске доказательств наличия ледяной воды во внешних звездах.
Ранее считалось, что замерзшая вода присутствует в других звездных системах, но прошлые наблюдения опирались только на косвенные сведения.
Благодаря сверхчувствительным инструментам «Уэбба» все изменилось. Измерения показали наличие кристаллического льда в пылевом диске звезды HD 181327, подобной Солнцу и находящейся в 155 световых годах от Земли. Это важное открытие стало частью ряда важных достижений «Уэбба», включая обнаружение неожиданной полярной активности возле полюсов Юпитера.
Подтверждение многолетних предсказаний
Это открытие подтверждает десятилетия теоретических вычислений и открывает новые пути для понимания процессов формирования планет, а также того, насколько широко во вселенной распространены условия для жизни, больше, чем показывали предыдущие астрономические наблюдения.
Водяной лёд, перемешавшийся с микроскопическими частицами пыли в диске звезды HD 181327, создаёт крошечные «грязные снежки», распределённые по огромному диску.
«Уэбб не только обнаружил водяной лёд, но и кристаллический водяной лёд, который также присутствует в кольцах Сатурна и ледяных телах пояса Койпера в Солнечной системе. —сказал Чэнь Се, ведущий автор нового. из Университета Джонса Хопкинса.
Водяной лёд вокруг HD 181327
Астрономы оценивают возраст звезды HD 181327 как всего 23 миллиона лет. Это значительно меньше возраста нашего Солнца, составляющего 4,6 миллиарда лет.
HD 181327 превосходит по размеру и температуре Солнце и имеет намного более широкий диск обломков с заметной пустотой у звезды. Внешняя часть диска схожа с областью за Нептуном, поясом Койпера в нашей системе.
В отдаленных и холодных регионах диска HD 181327 скапливается большое количество водяного льда, объем которого может достигать 20% в отдельных областях, как считают ученые.
Интенсивное ультрафиолетовое излучение
Вблизи звезды ледяных частиц оказалось существенно меньше: около 8% в средней части диска и почти совсем нет во внутренней области. Это возможно из-за мощного ультрафиолетового излучения, испаряющего любые частицы воды, приближающиеся к звезде.
Альтернативное предположение заключается в том, что крупные каменные объекты (планетезимали) способны удерживать замерзшую воду в своей структуре, делая её недоступной для обнаружения, даже самыми тонкими инструментами телескопа «Уэбба».
Новые открытия о формировании планет в ранней Вселенной.
Открытие важно, так как водяной лёд играет важную роль при формировании планет в ранней стадии. Астрономы считают, что эта замёрзшая вода может попасть на будущие планеты, подобные Земле, через кометоподобные тела, транспортируя не только воду, но и другие компоненты, необходимые для жизни.
«Двадцать пять лет назад, будучи аспирантом, мой научный руководитель утверждал, что в дисках должен присутствовать лед. Прежде чем появился «Уэбб», у нас не имелись инструменты достаточной чувствительности для подобных изысканий. — сказала соавтор исследования Кристин Чен из Института космического телескопа.
После многолетних предположений спектрограф ближнего инфракрасного диапазона «Уэбба» предоставил данные, подтверждающие теории. В отличие от предыдущих обсерваторий (например, телескопа «Спитцер»), NIRSpec способен регистрировать даже самые слабые следы пыли и льда.
Накопление водяного льда со временем
С течением времени столкновения льдинок в диске звезды HD 181327 порождают мелкие частицы, которые телескоп «Уэбб» способен обнаружить, открывая новые возможности для исследований.
«В результате ледяные ресурсы смогут достичь планет, подобных Земле, которые могут появиться в подобных системах спустя сотни миллионов лет. », — отмечает Чэнь Се.
Подтверждение наличия водяного льда в другой звездной системе побуждает астрономов изучать диски и молодые планетные системы Млечного Пути на предмет дополнительных признаков воды, а возможно, жизни, которые могли ускользнуть от внимания из-за ограничений прошлых технологий.