Вода впервые найдена во внутренней части протопланетного облака — в области, где формируются каменистые планеты, подобные нашей. Возможно, когда-то таким же образом вода оказалась на молодой Земле.
Система PDS 70: взгляд художника. Показан протопланетный диск, разделенный просветом с новорожденными планетами / ©NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Вода — основа жизни на нашей планете, однако до сих пор в точности не ясно, откуда она появилась. По одним версиям, ее принесли небесные тела, которые активно бомбардировали молодую Землю. По другим, она возникла в процессе химических реакций, протекавших непосредственно на ней, или содержалась в составе вещества, из которого сформировалась планета. Последнюю гипотезу косвенно подтверждают новые наблюдения космического телескопа James Webb, о которых рассказывается в статье в журнале Nature.
James Webb рассмотрел систему PDS 70, расположенную в 370 световых годах. В центре нее находится молодая звезда спектрального класса К: оранжевый карлик чуть меньше и холоднее Солнца. Она исключительно молода — возраст PDS 70 оценивается всего в 5,4 миллиона лет — и окружена протопланетным диском газа и пыли. В диске есть широкий просвет, где ранее были замечены две молодые планеты. Новые наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне показали, что во внутренней части диска, на расстоянии менее 160 миллионов километров от звезды, присутствует водный пар.
Напомним, со временем вращающееся вокруг звезды облако дифференцируется: более легкие вещества оказываются в основном на периферии, и из них образуются газовые гиганты, тогда как более плотные остаются ближе к центру, приводя к формированию каменистых планет. Наша Земля находится в 150 миллионах километрах от Солнца. Таким образом, телескоп James Webb обнаружил воду именно в той области, где возможно появление планет земного типа. По словам ученых, это первая такая находка. Более того, некоторые модели предсказывали, что это невозможно, поскольку вода не способна подолгу сохраняться в такой близости от звезды.
Пока что в системе PDS 70 неизвестны планеты, формирующиеся во внутренней части протопланетного диска, хотя материала для этого в ней вполне достаточно, включая силикаты. И если новые каменистые миры действительно рождаются там, они вполне способны включать в свой состав и воду. Авторы работы полагают, что такой механизм мог действовать и для молодой Земли. Экранирование частицами пыли помогло молекулам воды сохраниться от распада под действием жесткого ультрафиолетового излучения звезды, а затем оказаться частью новорожденной планеты.
