«Уэбб» обнаружил водяной лед в чужой звездной системе
Астрономы впервые нашли водяной лед в поясе обломков у звезды за пределами Солнечной системы. Это открытие сделал телескоп «Уэбб» с помощью инфракрасного спектрографа NIRSpec. Находка поможет ученым понять, как формируются экзопланеты — особенно те, на которых может быть вода.
Речь идет о звезде HD 181327 в созвездии Телескопа, которая находится на расстоянии 155 световых лет от нас. Она в три с лишним раза моложе Солнца — ее возраст всего 18,5 миллиона лет. Около нее вращается пояс обломков — кольцо из пыли, комет, мелких ледяных тел и, возможно, карликовых планет. Такой пояс — это остатки газопылевого диска, из которого могли образоваться планеты. Однако пока ни одной планеты в системе HD 181327 не обнаружено.
Телескоп зафиксировал характерное поглощение света на длине волны три микрометра — это явный признак наличия кристаллического водяного льда. Пик на 3,1 микрометра указывает на то, что частицы льда довольно крупные — до нескольких миллиметров. Они сравнимы по размеру с льдинками в кольцах Сатурна.
Внутренняя часть пояса, расположенная на расстоянии около 85 астрономических единиц от звезды, содержит всего 0,1% водяного льда по массе. Однако дальше, на расстоянии 105–120 астрономических единиц, доля воды достигает 21%. Это свидетельствует о существовании в системе скопления тел, богатых льдом. Он находится за пределами так называемой снеговой линии — рубежа, за которым достаточно холодно, чтобы вода могла замерзать.
Ученые считают, что такие ледяные планетезимали — тела из льда и пыли — играют важную роль в формировании планет. Именно за пределами снежной линии, где лед становится связующим материалом, возникают условия для появления крупных планет. На Землю вода, скорее всего, тоже попала с тел, которые образовались в таких холодных зонах — например, с астероидов и комет.
По данным команды Чэнь Се из Университета Джонса Хопкинса, лед в диске HD 181327 регулярно разрушается ультрафиолетовым излучением звезды. Но что-то его постоянно восполняет. Вероятно, источником являются столкновения между телами в поясе — кометами, карликовыми планетами и микрометеоритами. Каждое столкновение выбрасывает пыль и ледяные частицы обратно в космос. Кроме того, большое количество пыли может частично защищать лед от разрушения.
Помимо водяного льда, телескоп также нашел признаки угарного газа (CO) и, возможно, углекислого газа (CO₂) — это говорит о наличии других летучих веществ. Они особенно сконцентрированы в наружной части диска, там, где холоднее всего.
Открытие не только подтверждает наличие воды за пределами Солнечной системы, но и показывает, что современные телескопы способны находить лед в других планетных системах. Исследователи уже наблюдают другие похожие объекты. В будущем такие наблюдения помогут лучше понять, как появляются планеты и откуда на них может прийти вода. Научная статья с описанием открытия вышла в журнале Nature.
