• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.06.2025, 13:20
Дарья Губина
944

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.
Дарья Губина
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 августа, 20:52
Марк Чернов

Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.

13 августа, 10:05
Сколтех

Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.

12 августа, 17:01
Елизавета З.

В работе летчика-испытателя возникают тысячи нештатных ситуаций. У пилота нет времени на раздумья, действовать нужно очень быстро. Со временем у пилотов появляется так называемая летная интуиция. Однако испытатель Су-57, герой России Сергей Богдан не исключил, что со временем летную интуицию сможет заменить искусственный интеллект.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

12 августа, 14:39
Илья Гриднев

Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.

11 августа, 12:44
МАИ

Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий