• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 июня, 13:20
Дарья Губина
893

Вокруг формирующегося «солнца» впервые обнаружили лед из полутяжелой воды

❋ 5.4

Откуда появилась вода в Солнечной системе? Она попала к нам из молекулярного облака, где формировалось светило, или образовалась уже после «рождения» звезды? Открытие льда из полутяжелой воды у будущего «близнеца» Солнца укрепило одну из гипотез.

Протопланетный диск
Протопланетный диск у молодой звезды в представлении художника / © NASA, JPL-Caltech

Вода — одна из самых распространенных молекул в областях звездообразования. Она присутствует на всех этапах формирования систем: от молекулярного облака до «ожерелья» из планет и комет вокруг светила. К сожалению, проследить химическую «эволюцию» H20 между этими этапами почти невозможно. Зато тяжелая и полутяжелая вода гораздо чувствительнее к физико-химическим условиям среды.

Тяжелой водой называют оксид дейтерия. Дейтерий — изотоп водорода, ядро которого состоит из протона и нейтрона. У «обычного» водорода (протия) в ядре лишь протон. В молекуле тяжелой воды вместо двух атомов протия — два атома дейтерия, у полутяжелой воды — один атом дейтерия и один атом протия. Внешне тяжелая и полутяжелая вода ничем не отличается от обычной. Более того, мы постоянно с ними встречаемся: на каждые 3,2 тысячи молекул воды встречается примерно одна молекула полутяжелой воды (HDO), на каждый 41 миллион молекул H20 — молекула тяжелой воды (D20).

Значительная доля воды в Солнечной системе насыщена дейтерием. По некоторым оценкам, дейтерия тут в сотни раз больше, чем в окружающем разреженном межзвездном пространстве. Эффективнее всего этот изотоп водорода формируется в холодных условиях, поэтому, вероятно, такое соотношение дейтерия к водороду — «наследие» холодного и плотного молекулярного облака, в котором сформировалась наша звезда. Это подтверждает новое исследование.

В стремлении выявить связь между водой в Солнечной системе и межзвездным водным льдом астрономы изучают далекие формирующиеся светила. Их интересует динамика соотношения льда из полутяжелой воды к обычному водному льду. Это позволит проследить, насколько сильно меняется вода в процессе эволюции звезды. Ранее для таких исследований не хватало мощности инструментов, теперь же есть космический телескоп «Джеймс Уэбб».

Целью новейших наблюдений стал объект L1527 IRS — протозвезда класса 0/I. Она расположена в молекулярном облаке Тельца, примерно в 457 световых годах от нас. Ее окружает плотный кокон в 0,9 солнечной массы и широкий диск радиусом до 125 астрономических единиц (а. е. — среднее расстояние от Солнца до Земли). Сейчас масса звезды — от 0,3 до 0,5 солнечной массы, но со временем она, вероятно, накопит достаточно материи и станет похожей на Солнце.

Благодаря наблюдениям космического телескопа «Джеймс Уэбб» ученые подтвердили наличие и вычислили содержание льда из полутяжелой воды у маломассивной протозвезды L1527 IRS. Соотношение «полутяжелого» льда к водному оказалось высоким — 4,4×10-3. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

соотношения полутяжелой воды к обычной воде
Сравнение соотношения полутяжелой воды к обычной воде в различных космических объектах: от углистых хондритов и комет облака Оорта (слева) до протозвезд (справа). Синим пунктиром обозначено соотношение в океанах Земли. Оранжевым шестиугольником — протозвезда L1527 IRS / © Slavicinska et al., The Astrophysical Journal Letters (2025)

Также соотношение льдов оказалось сопоставимо с соотношением полутяжелой и обычной воды в газообразном состоянии в горячих областях вблизи других протозвезд. Это подтверждает предположение, что при разогреве соотношение не меняется, и мы можем использовать соотношение газов как показатель соотношения льдов в «невидимых», более удаленных областях протозвезд.

Аналогичное соотношение встречается в некоторых кометах (например, в комете Чурюмова — Герасименко) и было обнаружено в протопланетном диске протозвезды V883 Orionis. Получается, значительная доля воды в системах старше их звезд.

«Это открытие дополняет накапливающиеся доказательства того, что значительная доля водного льда почти не меняется на пути от самых ранних до поздних этапов формирования звезды», — объяснила соавтор исследования Эвина ван Дисук (Ewine van Dishoeck), профессор астрономии из Лейденского университета (Нидерланды).

Чтобы убедиться в выводах, ученые планируют продолжать наблюдения и исследования в двух направлениях. Во-первых, собрать данные по льду из полутяжелой воды у других протозвезд. Во-вторых, продолжать измерять соотношение у одних и тех же протозвезд, чтобы выявить динамику и индивидуальные факторы, влияющие на изменения этого показателя.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

14 июля, 10:19
Александр Березин

Фраза «понедельник — день тяжелый» несет больше смысла, чем можно подумать: в этот день действительно чаще случаются сердечные приступы и многое другое. Теперь исследователи показали, что такое влияние понедельники сохраняют даже после того, как человек прекратил ходить на работу.

14 июля, 11:29
ПНИПУ

Представьте мир, где извергаются серные вулканы высотой в 60 раз больше Эвереста, под 20-километровым льдом скрываются океаны, мощные гейзеры выбрасывают струи водяного пара в космос, а реки из жидкого метана стекают в углеводородные моря. Так выглядят спутники планет Солнечной системы. Ученый Пермского Политеха Евгений Бурмистров рассказал, почему они считаются самыми перспективными местами для поиска жизни и колонизации.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

9 июля, 08:26
Полина Меньшова

Подобрать тип физической активности, который лучше всего подходит человеку, можно исходя из особенностей его характера. Психологи из Великобритании определили, что люди с разными чертами личности получают больше удовольствия от разных видов спорта.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно