Обнаружение воды во внутренней области протопланетного облака, где формируются каменистые планеты, подобные Земле, стало новым открытием. Этот процесс мог быть и тем способом, которым вода появилась на молодой Земле.
Вода играет ключевую роль для жизни на Земле, но точное происхождение этого вещества остается невыясненным. Согласно ряду гипотез, ее принесли небесные тела, которые активно бомбардировали молодую Землю. По другим, она возникла в процессе химических реакций, протекавших непосредственно на ней, или содержалась в составе вещества, из которого сформировалась планета. Последнюю гипотезу косвенно подтверждают новые наблюдения космического телескопа James Webb, о которых рассказывается в статье в журнале Nature.
Используя свой мощный инструментарий, телескоп Джеймса Уэбба изучил систему PDS 70, находящуюся на расстоянии 370 световых лет от Земли. В ее ядре находится молодая звезда спектрального класса К: оранжевый карлик немного меньше и холоднее Солнца. Этот объект очень молод — возрасту PDS 70 всего 5,4 миллиона лет — и окружен протопланетным диском газа и пыли. В диске есть широкий просвет, где ранее были замечены две молодые планеты. Новые наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне показали, что во внутренней части диска, на расстоянии менее 160 миллионов километров от звезды, присутствует водный пар.
Со временем вращающееся вокруг звезды облако претерпевает дифференциацию: легкие элементы в основном концентрируются на периферии, где формируются газовые гиганты, в то время как более плотные остаются вблизи центра, что приводит к образованию каменистых планет. Земля расположена на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца. Следовательно, телескоп Джеймса Уэбба зафиксировал наличие воды в зоне, где потенциально могут существовать планеты, подобные Земле. По мнению исследователей, это первая подобная находка. К тому же, некоторые теоретические модели предполагали, что это невозможно, поскольку вода не может долго удерживаться в таких условиях близости к звезде.
В настоящее время система PDS 70 не демонстрирует планет, формирующихся во внутренней области протопланетного диска, несмотря на наличие достаточного количества материала, включая силикаты. Если же каменистые планеты и формируются там, они могут содержать воду. Исследователи предполагают, что подобный процесс мог иметь место и при формировании молодой Земли. Защита частицами пыли способствовала сохранению молекул воды от разрушения под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения звезды, после чего они стали частью новорожденного небесного тела.