Astronomi pronašli kariku koja nedostaje za vodu u Sunčevom sustavu
Koristeći Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomi su otkrili plinovitu vodu u disku koji formira planete oko zvijezde V883 Orionis. Ta voda nosi kemijski potpis koji objašnjava putovanje vode od oblaka plina koji stvaraju zvijezde do planeta te podupire ideju da je voda na Zemlji starija čak i od našeg Sunca.
"Sada možemo pratiti podrijetlo vode u našem Sunčevom sustavu do vremena prije formiranja Sunca", kaže John J. Tobin, astronom s Nacionalnog radioastronomskog opservatorija u SAD-u i glavni autor studije objavljene danas u časopisu Nature.
Do ovog otkrića došlo se proučavanjem sastava vode u V883 Orionisu, disku koji formira planet, udaljenom oko 1300 svjetlosnih godina od Zemlje. Kada se oblak plina i prašine uruši, u svom središtu formira zvijezdu. Oko zvijezde, materijal iz oblaka također tvori disk. Tijekom nekoliko milijuna godina, tvar u disku se skupi zajedno da bi formirala komete, asteroide i na kraju planete. Tobin i njegov tim koristili su ALMA-u, u kojoj je Europski južni opservatorij (ESO) partner, za mjerenje kemijskih potpisa vode i njezinog puta od oblaka koji stvara zvijezde do planeta.
Voda se obično sastoji od jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Tobinov tim proučavao je nešto težu verziju vode u kojoj je jedan od atoma vodika zamijenjen deuterijem - teškim izotopom vodika. Budući da jednostavna i teška voda nastaju pod različitim uvjetima, njihov se omjer može koristiti za praćenje kada i gdje je voda nastala. Na primjer, pokazalo se da je ovaj omjer u nekim kometima Sunčevog sustava sličan onom u vodi na Zemlji, što upućuje na to da su kometi možda dopremili vodu na Zemlju.
Putovanje vode od oblaka do mladih zvijezda, a zatim kasnije od kometa do planeta već je opaženo, ali do sada je nedostajala veza između mladih zvijezda i kometa. "V883 Orionis je karika koja nedostaje u ovom slučaju", kaže Tobin. “Sastav vode u disku vrlo je sličan onom kometa u našem Sunčevom sustavu. Ovo je potvrda ideje da je voda u planetarnim sustavima nastala prije nekoliko milijardi godina, prije Sunca, u međuzvjezdanom prostoru, a naslijedili su je i kometi i Zemlja, relativno nepromijenjenu.”
No promatranje vode pokazalo se nezgodnim. "Većina vode u diskovima koji formiraju planete zamrznuta je kao led, tako da je obično skrivena od našeg pogleda", kaže koautorica Margot Leemker, doktorandica na Leidenskom opservatoriju u Nizozemskoj. Plinovita voda može se otkriti zahvaljujući zračenju koje emitiraju molekule dok se vrte i vibriraju, ali to je kompliciranije kada je voda smrznuta, gdje je kretanje molekula više ograničeno. Plinovita voda može se naći prema središtu diskova, blizu zvijezde, gdje je toplija. Međutim, ova bliska područja skrivena su samim diskom, a također su premalena da bi se mogla prikazati našim teleskopima.
Srećom, V883 Orionis disk je u nedavnoj studiji pokazao kako je neobično vruć. Dramatični izljev energije iz zvijezde zagrijava disk, "do temperature na kojoj voda više nije u obliku leda, već plina, što nam omogućuje da je otkrijemo", kaže Tobin.
Tim je koristio ALMA, niz radioteleskopa u sjevernom Čileu, za promatranje plinovite vode u V883 Orionis. Zahvaljujući njegovoj osjetljivosti i sposobnosti razaznavanja sitnih detalja, uspjeli su otkriti vodu i odrediti njezin sastav, kao i mapirati njezinu distribuciju unutar diska. Iz promatranja su otkrili kako ovaj disk sadrži najmanje 1200 puta više vode od svih Zemljinih oceana.
U budućnosti se nadaju da će koristiti nadolazeći ESO-ov ekstremno veliki teleskop i njegov instrument prve generacije METIS. Ovaj srednji infracrveni instrument moći će razlučiti plinovitu fazu vode u spomenutim vrstama diskova, jačajući vezu vodenog puta sve od oblaka koji stvaraju zvijezde do solarnih sustava. "Ovo će nam dati znatno potpuniji pogled na led i plin u diskovima koji formiraju planete", zaključuje Leemker.
Izvor: EurekAlert!