Αστρονόμοι χρησιμοποιώντας τη Συστοιχία ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), εντόπισαν νερό σε αέρια μορφή στον δίσκο σκόνης του άστρου V883 Orionis. Η χημική υπογραφή του νερού εξηγεί το ταξίδι του νερού από τα νέφη αερίων που σχηματίζουν αστέρια, προς τους πλανήτες και υποστηρίζει την θεωρία ότι το νερό στη Γη είναι ακόμη παλαιότερο από τον Ήλιο μας.
«Μπορούμε πλέον να εντοπίσουμε την προέλευση του νερού στο Ηλιακό μας Σύστημα πριν από το σχηματισμό του Ήλιου», δηλώνει ο John J. Tobin, αστρονόμος στο Εθνικό Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο των ΗΠΑ και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature.
Η ανακάλυψη έγινε μελετώντας την σύσταση του νερού στο V883 Orionis, έναν δίσκο σχηματισμού πλανητών, περίπου 1300 έτη φωτός μακριά από τη Γη.
Όταν ένα νέφος αερίου και σκόνης καταρρέει, δημιουργείται ένα αστέρι στο κέντρο του, ενώ γύρω από το αστέρι, υλικό από το νέφος σχηματίζει επίσης έναν δίσκο. Κατά τη διάρκεια μερικών εκατομμυρίων ετών, η ύλη στο δίσκο συσσωματώνεται σχηματίζοντας κομήτες, αστεροειδείς και τελικά πλανήτες.
Χρησιμοποιώντας το ALMA, η ομάδα κατέγραψε τις χημικές υπογραφές του νερού και την πορεία του, από το σχηματιζόμενο νέφος στους πλανήτες.
Το νερό συνήθως αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου. Η ομάδα του Tobin μελέτησε μια ελαφρώς βαρύτερη εκδοχή νερού, όπου ένα από τα άτομα υδρογόνου αντικαθίσταται με δευτέριο – ένα βαρύ ισότοπο υδρογόνου.
Επειδή το απλό και το βαρύ νερό σχηματίζονται υπό διαφορετικές συνθήκες, η αναλογία τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό της προέλευσης και του χρόνου σχηματισμού του νερού.
Για παράδειγμα, η αναλογία σε ορισμένους κομήτες του Ηλιακού μας Συστήματος έχει αποδειχθεί ότι είναι παρόμοια με αυτή στο νερό στη Γη, υποδηλώνοντας ότι οι κομήτες μπορεί να έχουν μεταφέρει νερό στη Γη.
Το ταξίδι του νερού από τα νέφη στα νεαρά αστέρια και στη συνέχεια από τους κομήτες στους πλανήτες έχει παρατηρηθεί, αλλά έλειπε μέχρι τώρα η σύνδεση μεταξύ των νεαρών αστεριών και των κομητών.
«Το V883 Orionis είναι ο κρίκος που λείπει», λέει ο Tobin. «Η σύνθεση του νερού στο δίσκο είναι παρόμοια σε μεγάλο βαθμό με αυτή των κομητών στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα. Αυτή είναι η επιβεβαίωση της ιδέας ότι το νερό στα πλανητικά συστήματα σχηματίστηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, πριν από τον Ήλιο, στο διαστρικό διάστημα, και έχει μεταφερθεί τόσο στους κομήτες όσο και στη Γη, σχετικά αμετάβλητο».
Η παρατήρηση του νερού όμως αποδείχθηκε δύσκολη, καθώς το μεγαλύτερο ποσοστό του νερού στους δίσκους είναι σε μορφή πάγου.
Το νερό σε αέρια μορφή μπορεί να ανιχνευθεί σχετικά εύκολα, χάρη στην ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα μόρια καθώς περιστρέφονται και δονούνται, όμως στο παγωμένο νερό η κίνηση των μορίων είναι περιορισμένη.
Το νερό σε αέρια μορφή μπορεί να βρεθεί κοντά στο κέντρο των δίσκων, δηλαδή κοντά στο αστέρι, όπου επικρατούν υψηλότερες θερμοκρασίες. Ωστόσο, αυτές οι κοντινές περιοχές αποκρύπτονται από τον ίδιο τον δίσκο σκόνης και είναι επίσης πολύ μικρές για να παρατηρηθούν με τα τηλεσκόπια μας.
Όμως ο δίσκος του V883 Orionis είναι ασυνήθιστα ζεστός, όπως έδειξε πρόσφατη μελέτη, όπου εκλάμψεις από το αστέρι τον θερμαίνουν, μετατρέποντας τον πάγο σε αέριο, επιτρέποντάς μας να το ανιχνεύσουμε.
Η ομάδα χρησιμοποίησε την συστοιχία ραδιοτηλεσκοπιων ALMA, και παρατήρησε το αέριο νερού στο V883 Orionis, όπου χάρη στην ευαισθησία και την ικανότητά του να διακρίνει μικρές λεπτομέρειες, πέτυχαν να ανιχνεύσουν το νερό και να προσδιορίσουν τη σύστασή του, καθώς και να χαρτογραφήσουν την κατανομή του μέσα στο δίσκο.
Από τις παρατηρήσεις, βρήκαν ότι αυτός ο δίσκος περιέχει τουλάχιστον 1200 φορές την ποσότητα νερού που περιέχεται σε όλους τους ωκεανούς της Γης.
Στο μέλλον, παρατηρήσεις με το επερχόμενο Εξαιρετικά Μεγάλο Τηλεσκόπιο και το όργανο πρώτης γενιάς METIS, θα αναλύουν την αέρια φάση του νερού σε παρόμοιους δίσκους, χαρτογραφώντας την διαδρομή του νερού από τα νέφη σχηματισμού αστέρων έως τα ηλιακά συστήματα, δίνοντας μας μια πολύ πιο ολοκληρωμένη εικόνα.
https://www.eso.org/public/news/eso2302/