Анализ остатков протопланетного диска вокруг недавно сформировавшейся звезды, схожей с Солнцем, HD 181327, показал наличие водяного льда, смешанного с пылью. Ученые считают, что эта область вещества представляет собой точную копию околосолнечного Пояса Койпера, состоящего из камней и льда. Это свидетельствует о том, что и в других звездных системах вода встречается в больших количествах.
HD 181327 находится на относительно небольшом расстоянии — в 155 световых годах от Земли. Этого достаточно, чтобы с помощью телескопов можно было различить контуры ее только зарождающейся планетной системы.
По предварительным данным, возрасту этого небесного тела всего 18,5 миллиона лет. За столь короткий период времени большинство массивных звезд обычно завершают свой основной этап развития и взрываются как сверхновые. Однако HD 181327 представляет собой желто-белого карлика, размеры и масса которого лишь незначительно превышают аналогичные показатели Солнца. Подобные звезды способны поддерживать термоядерные реакции в течение миллиардов лет. Для справки, возраст Солнца составляет 4,6 миллиарда лет. Таким образом, период существования HD 181327 только начинается.
Вокруг юных звезд часто обнаруживаются протопланетные диски – области, где формируются новые планеты. Существуют признаки того, что в этой системе они уже образовались: внутренняя область практически лишена вещества, а на самых внешних границах заметно светящееся кольцо из остатков. Его ближайшая к наблюдателю часть начинается на удалении 76 астрономических единиц, что в 76 раз дальше от звезды, чем Земля от Солнца. К примеру, Плутон находится на расстоянии 29-49 астрономических единиц от светила.
В настоящее время данная система не позволяет выявить какие-либо планеты. Основная причина заключается в ее неблагоприятном положении относительно земной перспективы: обычно экзопланеты обнаруживают в процессе их прохождения перед диском звезды, для чего необходимо наблюдать экватор звезды – чаще всего орбиты планет находятся в плоскости экватора родительской звезды. Диск остаточного вещества HD 181327 наклонен приблизительно на 30 градусов. Вероятно, орбиты потенциальных планет также расположены под таким углом. Кроме того, звезда в три раза ярче Солнца, что затрудняет наблюдение за ее ближайшим окружением.
Изучение химического состава космических объектов осуществляется астрономами на основе анализа спектра излучаемого ими света. В 2008 году наблюдения, выполненные с использованием космического телескопа «Спитцер», выявили наличие водяного льда в кольце, окружающем HD 181327. Недавние данные, полученные с орбитального телескопа «Джеймс Уэбб», позволили идентифицировать в этом кольце большое количество мелких льдинок по их химическим свойствам.
В статье для издания Nature ученые из США и Испании рассказали, что это фрагменты, образовавшиеся в результате многократных столкновений массивных объектов. Ранее лед находили в протопланетных системах, то есть еще на этапе зарождения миров, и было важно понять, насколько этот лед там долговечен.
На окраинах кольца водяные компоненты составляют 14 процентов от общей массы, в то время как во внутренней области их практически не обнаружено, несмотря на температуру около минус 220 градусов Цельсия. По мнению ученых, это связано с интенсивным ультрафиолетовым излучением звезды, которое приводит к разрушению небольших ледяных образований.
Помимо воды, в этом остаточном диске зафиксирован угарный газ, и, вероятно, присутствует диоксид углерода. Все это напоминает астрономам Пояс Койпера, находящийся за орбитой Нептуна в Солнечной системе: по своей сути, он также состоит из остатков вещества, из которого формировались планеты.
Среди многочисленных каменных и ледяных образований можно обнаружить карликовые планеты, такие как Плутон, Эрида, Макемаке, а также целый ряд других крупных тел, расположенных за Нептуном. Следует подчеркнуть, что Плутон, по оценкам, объем этого объекта на две трети формируется из водяного льда.