Вода необходима для жизни в том виде, в котором мы её знаем. Однако учёные спорят о том, как она попала на Землю и могут ли те же процессы привести к образованию каменистых экзопланет, вращающихся вокруг далёких звёзд. Новые сведения об этом может дать планетарная система PDS 70, расположенная на расстоянии 370 световых лет от нас. У этой звезды есть как внутренний, так и внешний диски из газа и пыли, разделённые промежутком шириной 8 млрд км, внутри которого находятся две известные нам планеты – газовые гиганты.
Новые измерения, проведённые прибором MIRI (Mid-Infrared Instrument) космического телескопа имени Джеймса Уэбба, позволили обнаружить водяной пар во внутреннем диске системы на расстоянии менее 160 млн км от звезды - в области, где, возможно, формируются каменистые планеты земного типа. Это первое обнаружение воды в той области диска, в которой уже находятся две или более протопланет.
«Мы видели воду и в других дисках, но не так близко и не в системе, где в настоящее время происходит образование планет. До Уэбба мы не могли проводить подобные наблюдения», - говорит ведущий автор исследования Джулия Перотти из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге.
PDS 70 - звезда K-типа, более холодная, чем наше Солнце, и её возраст оценивается в 5,4 млн лет. Это относительно солидный возраст для звёзд с планетообразующими дисками, поэтому обнаружение водяного пара там стало неожиданностью.
Со временем содержание газа и пыли в планетообразующих дисках уменьшается. Либо излучение и ветры центральной звезды выдувают этот материал, либо пыль превращается в более крупные объекты, которые в конечном итоге образуют планеты. Поскольку в предыдущих исследованиях не удалось обнаружить воду в центральных областях дисков такого же возраста, астрономы предположили, что она может не выдержать жёсткого звёздного излучения, что приведёт к образованию каменистых планет в сухой среде.
Астрономы пока не обнаружили планет, формирующихся во внутреннем диске PDS 70. Однако они увидели там сырьё для создания скалистых миров - силикаты. А наличие водяного пара позволяет предположить, что в случае появления скалистых планет вода будет доступна им с самого начала существования.
В связи с этим открытием возникает вопрос о том, откуда там взялась вода. Команда MINDS рассматривала два различных сценария для объяснения своего открытия.
Один из них заключается в том, что молекулы воды образуются при соединении атомов водорода и кислорода. Второй вариант заключается в том, что покрытые льдом частицы пыли переносятся из холодного внешнего диска в горячий внутренний диск, где водяной лёд сублимируется и превращается в пар. Но такая система переноса маловероятна, поскольку пыли тогда пришлось бы преодолеть большой зазор, образованный двумя планетами-гигантами.
Другой вопрос, возникший в связи с этим открытием, - как вода могла сохраниться в такой близости от звезды, когда ультрафиолетовое излучение звезды должно разрушать любые молекулы воды. Скорее всего, окружающий материал, такой как пыль и другие молекулы воды, служит ей защитным экраном.
В дальнейшем для изучения системы PDS 70 команда будет использовать ещё два прибора Уэбба - NIRCam (камеру ближнего инфракрасного диапазона) и NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона), чтобы получить ещё более полное представление о ней.
Источник новости: habr.com
