Астрономи виявили водяну пару в диску навколо молодої зірки – саме там, де можуть формуватися планети. Вода є ключовим інгредієнтом для життя на Землі, і вважається, що вона також відіграє значну роль у формуванні планет, але до цього часу астрономи ніколи не могли скласти карту розподілу води в стабільному, холодному диску – типі диска, який пропонує найсприятливіші умови для формування планет навколо зірок.
Вперше астрономи зважили кількість водяної пари навколо типової планетоутворюючої зорі. Нові результати стали можливими завдяки Atacama Large Millimeter Array (ALMA) – колекції телескопів у чилійській пустелі Атакама. Центр астрофізики Джодрелл Бенк Манчестерського університету розміщує британський регіональний центр ALMA (UK ARC).
Доктор Аніта Річардс, старший запрошений науковий співробітник Манчестерського університету і раніше член UK ARC, відіграла ключову роль у групі, яка перевіряла роботу системи приймача “Band 5”, що було важливо для ALMA для отримання детального зображення води.
Доктор Річардс сказав: “Безпосереднє вимірювання кількості водяної пари там, де формуються планети, робить нас на крок ближче до розуміння того, наскільки легко могло б бути створити світи з океанами – скільки води прикріплено до агломераційних порід, чи вона здебільшого додається пізніше на майже повністю сформовану планету? Такі спостереження потребують максимально сухих умов і можуть бути проведені з такою деталізацією лише за допомогою масиву ALMA в Чилі”.
Спостереження, опубліковані сьогодні в журналі Nature Astronomy, показують, що у внутрішньому диску молодої сонцеподібної зірки HL Tauri, розташованої на відстані 450 світлових років від Землі в сузір’ї Тельця, води щонайменше втричі більше, ніж у всіх океанах Землі.
Стефано Факкіні, астроном з Міланського університету, Італія, який очолював дослідження, сказав: “Я ніколи не уявляв, що ми зможемо отримати зображення океанів водяної пари в тій самій області, де, ймовірно, формується планета”.
Співавтор дослідження Леонардо Тесті, астроном з Університету Болоньї, Італія, додав: “Це справді чудово, що ми можемо не тільки виявити, але й зробити детальні знімки і просторово розрізнити водяну пару на відстані 450 світлових років від нас”.
Ці спостереження за допомогою ALMA, які показують деталі розміром з людську волосину на кілометровій відстані, дозволяють астрономам визначити розподіл води в різних регіонах диска.
Значна кількість води була виявлена в регіоні, де існує відома прогалина в диску HL Tauri – місце, де потенційно може формуватися планета. Радіальні проміжки вирізаються в багатих на газ і пил дисках молодими планетоподібними тілами, що обертаються по орбіті, коли вони збирають матеріал і ростуть. Це дозволяє припустити, що водяна пара може впливати на хімічний склад планет, які формуються в цих регіонах.
Але спостерігати воду за допомогою наземного телескопа нелегко, оскільки велика кількість водяної пари в атмосфері Землі погіршує астрономічні сигнали.
ALMA, який експлуатується Європейською південною обсерваторією (ESO) разом з її міжнародними партнерами, розташований на висоті близько 5000 метрів і побудований у високому і сухому середовищі спеціально для того, щоб мінімізувати цю деградацію, забезпечуючи виняткові умови для спостережень. На сьогодні ALMA є єдиним об’єктом, здатним картографувати розподіл води в холодному планетоутворюючому диску.
Пилинки, з яких складається диск, є насінням планетоутворення, вони зіштовхуються та об’єднуються у все більші тіла, що обертаються навколо зорі. Астрономи вважають, що там, де достатньо холодно, щоб вода замерзала на частинках пилу, все злипається ефективніше – ідеальне місце для формування планет.
Члени Британського королівського наукового товариства беруть участь у масштабному оновленні ALMA, яке разом з Надзвичайно великим телескопом ESO (ELT), що також буде введений в експлуатацію протягом десятиліття, забезпечить ще чіткіше уявлення про формування планет і роль води в цьому процесі. Зокрема, METIS, середньоінфрачервона камера і спектрограф ELT, дасть астрономам неперевершене уявлення про внутрішні області планетоутворюючих дисків, де формуються планети на кшталт Землі.
Читайте також: