Štúdiom disku okolo protohviezdy V883 v súhvezdí Orión astronómovia zistili, ako sa voda z protohviezdnych oblakov dostala na planéty.
Umelecké stvárnenie V883 Orionis – planetárnej sústavy v ranej fáze vývoja. Zdroj: ESO. Credit: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Prečítajte si viac o vedcovi
Pomocou sústavy rádioteleskopov ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) astronómovia detegovali vodu v plynnom skupenstve v disku, v ktorom sa tvoria planéty okolo hviezdy V883 Orionis. Táto voda nesie chemický podpis, ktorý vysvetľuje cestu, ako sa voda z protohviezdnych oblakov dostala na planéty, a podporuje myšlienku, že voda na Zemi je ešte staršia ako naše Slnko.
Cesta vody z protohviezdnych oblakov k planétam
Tento objav urobili na základe štúdia zloženia vody v disku, v ktorom sa tvoria planéty okolo protohviezdy V883 Orionis vo vzdialenosti asi 1 300 svetelných rokov od Zeme. Keď oblak plynu a prachu skolabuje, vytvorí vo svojom strede hviezdu. Materiál z oblaku nespotrebovaný na vytvorenie hviezdy vytvorí disk. V priebehu niekoľkých miliónov rokov sa hmota v disku zhlukuje a vytvára kométy, asteroidy a nakoniec planéty. Vedci pomocou sústavy rádioteleskopov ALMA v Európskom južnom observatóriu (ESO) v Čile zisťovali cesty vody z protohviezdneho oblaku k planétam.
Voda sa zvyčajne skladá z jedného atómu kyslíka a dvoch atómov vodíka. Vedci študovali ťažšiu verziu vody, kde je jeden z atómov vodíka nahradený deutériom – ťažkým izotopom vodíka. Keďže jednoduchá a ťažká voda vznikajú za rôznych podmienok, ich pomerom možno vysledovať, kedy a kde voda vznikla. Napríklad sa ukázalo, že tento pomer v niektorých kométach slnečnej sústavy je podobný pomeru vo vode na Zemi, čo naznačuje, že kométy mohli dodávať vodu na Zem. V iných kométach však bolo zloženie vody odlišné, čo odpoveď mierne komplikuje.
V883 Orionis – chýbajúci článok
Cesta vody z protohviezdnych oblakov k mladým hviezdam a neskôr od komét k planétam sa pozorovala už predtým, ale doteraz chýbalo spojenie medzi mladými hviezdami a kométami. V883 Orionis je v tomto prípade chýbajúci článok. Zloženie vody v disku je veľmi podobné zloženiu komét v našej slnečnej sústave. Toto je potvrdením myšlienky, že voda v planetárnych systémoch vznikla v medzihviezdnom priestore pred miliardami rokov, pred Slnkom. Kométy a Zem ju zdedili relatívne nezmenenú.
Obrázok protoplanetárneho disku okolo V883 Orionis získaný rádioteleskopmi ALMA. Zdroj: ESO. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza
Pozorovanie vody sa však ukázalo zložité. Voda sa okolo hviezd vyskytuje v kvapalnom a plynnom skupenstve len po takzvanú snežnú líniu – čiaru, kde je vzdialenosť od centrálnej hviezdy už taká veľká, že dodávané teplo nestačí na udržanie vody v kvapalnom stave, a ďalej od hviezdy je voda len vo forme ľadu. Vo vzdialených extrasolárnych sústavách je snežná línia vo vzdialenosti menej ako 10 astronomických jednotiek od centrálnej hviezdy, čo nedokážeme na takú veľkú vzdialenosť rozlíšiť. V našej slnečnej sústave je snežná línia vo vzdialenosti len 2,7 astronomickej jednotky od Slnka a je to v hlavnom páse asteroidov.
Pozorovanie vody vo vzdialených sústavách umožnila až mimoriadna príležitosť. Protohviezda V883 Orionis s hmotnosťou 1,3 hmotnosti Slnka prechádza štádiom zväčšovania objemu, čím sa zvýšila jej svietivosť, a toto posunulo jej snežnú líniu na vzdialenosť viac ako 40 astronomických jednotiek. To umožnilo priamu detekciu vody v plynnom skupenstve. Zaujímavý je aj objem pozorovanej vody. Vedci zistili, že disk okolo V883 Orionis obsahuje najmenej 1 200-násobok množstva vody vo všetkých oceánoch Zeme.
(zh)
