Naukowcy wykorzystali ALMA do znalezienia pary wodnej w dysku wokół młodej gwiazdy, dokładnie tam, gdzie mogą formować się planety.
Woda jest kluczowym składnikiem życia na Ziemi i uważa się, że odgrywa również istotną rolę w formowaniu się planet. Jednak do tej pory nigdy nie byliśmy w stanie zmapować, jak woda jest rozprowadzana w stabilnym, chłodnym dysku – typie dysku, który oferuje najkorzystniejsze warunki do formowania się planet wokół gwiazd.
Nigdy nie wyobrażałem sobie, że możemy uchwycić obraz oceanów pary wodnej w tym samym regionie, w którym prawdopodobnie formuje się planeta – powiedział Stefano Facchini, astronom z Uniwersytetu w Mediolanie we Włoszech, który kierował badaniem opublikowanym 29 lutego 2024 roku w Nature Astronomy. Obserwacje ujawniły co najmniej trzy razy więcej wody niż we wszystkich ziemskich oceanach w wewnętrznym dysku młodej, podobnej do Słońca gwiazdy HL Tauri, znajdującej się 450 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Byka.
To naprawdę niezwykłe, że możemy nie tylko wykryć, ale także uchwycić szczegółowe obrazy i przestrzennie rozdzielić parę wodną w odległości 450 lat świetlnych od nas – dodał współautor Leonardo Testi, astronom z Uniwersytetu Bolońskiego we Włoszech. Obserwacje za pomocą ALMA pozwalają astronomom określić rozkład wody w różnych regionach dysku. Udział w tak ważnym odkryciu w kultowym dysku HL Tauri był czymś więcej, niż się spodziewałem po moim pierwszym doświadczeniu badawczym w astronomii – powiedział Mathieu Vander Donckt z Uniwersytetu w Liège w Belgii, który był studentem, gdy uczestniczył w badaniach.
Znaczna ilość wody została odkryta w regionie, w którym występuje znana luka w dysku HL Tauri. Szczeliny w kształcie pierścieni są formowane w dyskach bogatych w gaz i pył przez orbitujące młode ciała o podobnej masie do planet, gdy gromadzą one materię i rosną. Nasze najnowsze obserwacje ujawniły znaczną ilość pary wodnej w różnych odległościach od gwiazdy, obejmujących lukę, w której potencjalnie mogą obecnie formować się planety – powiedział Facchini. Sugeruje to, że para wodna może mieć wpływ na skład chemiczny planet kształtujących się w tych regionach.
Obserwacje wody za pomocą naziemnego teleskopu to nie lada wyczyn, ponieważ obfita ilość pary wodnej w ziemskiej atmosferze zakłóca sygnały astronomiczne. ALMA to układ anten na chilijskiej pustyni Atacama na wysokości około 5000 m n.p.m., który został zbudowany w wysokim i suchym środowisku specjalnie w celu zminimalizowania tych zakłóceń, zapewniając wyjątkowe warunki obserwacji. Do tej pory ALMA jest jedynym urządzeniem zdolnym do przestrzennego rozdzielenia wody w chłodnym dysku protoplanetarnym – powiedział współautor Wouter Vlemmings, profesor na Chalmers University of Technology w Szwecji.
To naprawdę ekscytujące móc bezpośrednio obserwować, jak cząsteczki wody uwalniają się z lodowych cząstek pyłu – powiedziała Elizabeth Humphreys, astronomka z ESO, która również brała udział w badaniu. Ziarna pyłu tworzące dysk są zalążkiem formowania się planet, zderzając się i zlepiając w coraz większe ciała krążące wokół gwiazdy. Astronomowie uważają, że tam, gdzie jest wystarczająco zimno, aby woda zamarzła na cząsteczkach pyłu, wszystko skleja się bardziej efektywnie – idealne miejsce do formowania się planet. Nasze wyniki pokazują, w jaki sposób obecność wody może wpływać na rozwój układu planetarnego, podobnie jak miało to miejsce około 4,5 miliarda lat temu w naszym Układzie Słonecznym – dodał Facchini.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Astronomers reveal a new link between water and planet formation
- Resolved ALMA observations of water in the inner astronomical units of the HL Tau disk
Źródło: ALMA
Na ilustracji: Zdjęcie pokazuje region, w którym znajduje się HL Tauri, będący częścią jednego z najbliższych Ziemi obszarów gwiazdotwórczych, a w jego pobliżu znajduje się wiele młodych gwiazd, a także obłoków pyłu. Źródło: ESO/Digitized Sky Survey 2
