Jak woda wpływa na formowanie się planet

Naukowcy odkryli parę wodną w dysku wokół młodej gwiazdy, w miejscu, gdzie mogą formować się planety. Woda jest kluczowym składnikiem życia na Ziemi, astronomowie uważają, że odgrywa również istotną rolę w formowaniu się planet.

Do tej pory astronomowie nie byli w stanie określić, jak woda jest rozmieszczona w stabilnym, chłodnym dysku protoplanetarnym – strukturze, która oferuje najbardziej korzystne warunki do formowania się planet wokół gwiazd. Jednak dzięki Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) – sieci teleskopów na chilijskiej pustyni Atacam, badaczom z Uniwersytetu w Manchesterze pierwszy raz udało się zaobserwować znaczącą ilość pary wodnej wokół typowej gwiazdy planetotwórczej.

„Bezpośredni pomiar ilości pary wodnej tam, gdzie formują się planety, przybliża nas do zrozumienia, jak łatwe może być tworzenie światów z oceanami – ile wody jest związane z aglomerującymi skałami, czy jest ona w większości dodawana później do prawie w pełni uformowanej planety? Tego rodzaju obserwacje wymagają możliwie najbardziej suchych warunków i mogą być wykonane tak szczegółowo tylko przy użyciu ALMA w Chile” – twierdzi dr Anita Richards z Uniwersytetu w Manchesterze.

Jak twierdzą naukowcy, obserwacje ujawniły co najmniej trzy razy więcej wody niż we wszystkich ziemskich oceanach w wewnętrznym dysku młodej gwiazdy podobnej do Słońca HL Tauri, znajdującej się 450 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Byka. Badanie zostało opublikowane czasopiśmie Nature Astronomy.

Obserwacje za pomocą ALMA pozwoliły astronomom określić rozmieszczenie wody w różnych regionach dysku. Woda w znacznej ilości została znaleziona w regionie, w którym istnieje luka w HL Tauri – miejsce, w którym potencjalnie może formować się planeta. Luki radialne powstają w dyskach bogatych w gaz i pył przez oddziaływanie orbitujących młodych ciał planetopodobnych, które gromadzą materiał i rosną. Zdaniem astronomów, sugeruje to, że para wodna może wpływać na skład chemiczny planet formujących się w tych regionach.

Jak zaznaczają badacze, obserwacja wody za pomocą naziemnego teleskopu to nie lada wyczyn, ponieważ obfita para wodna w ziemskiej atmosferze degraduje sygnały astronomiczne.

ALMA, obsługiwana przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO znajduje się na wysokości około 5 tysięcy metrów powyżej poziomu morza i jest zbudowana w suchym środowisku specjalnie w celu zminimalizowania tej degradacji, zapewniając szczególne warunki obserwacji. Do tej pory ALMA jest jedynym urządzeniem zdolnym do mapowania rozkładu wody w chłodnym dysku planetotwórczym.

Jak tłumaczą badacze, 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 – jest to idealne miejsce do formowania się planet.

Emil Gołoś