Астрономы ждали этих новостей десятилетиями — замерзшую воду нашли за 155 световых лет от Земли

Астрономы давно предполагали, что в системах вокруг других звезд есть замерзшая вода. Они долгие годы наблюдали за ее газообразной формой, водяным паром, и, конечно, опирались на ее присутствие в нашей Солнечной системе. Теперь получены неопровержимые доказательства — кристаллический лед нашли на расстоянии 155 световых лет от нас!

Лед нашли в пыльном диске обломков, который вращается вокруг звезды, похожей на Солнце. Для этого использовали данные, известные как спектры, полученные космическим телескопом NASA «Джеймс Уэбб».

При этом термин «лёд» указывает на его состав, поскольку в космосе также наблюдаются многие другие замороженные молекулы, например, лед из углекислого газа, или «сухой лед».

«"Уэбб» однозначно обнаружил не просто водяной лед, а кристаллический водяной лед, который также встречается в таких местах, как кольца Сатурна и ледяные тела в поясе Койпера нашей Солнечной системы», — рассказал автор новой статьи и научный сотрудник Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе Чен Се.

Вся обнаруженная «Уэббом» замерзшая вода находится в паре с мелкими частицами пыли по всему диску — как крошечные «грязные снежки».

Астрономы десятилетиями ждали этих точных данных.

«Когда я была аспиранткой 25 лет назад, мой научный руководитель сказал мне, что в дисках из обломков должен быть лёд, но до Уэбба у нас не было достаточно чувствительных инструментов для проведения таких наблюдений», — процитировали слова соавтора исследования Кристин Чен.

Водяной лед — жизненно важный компонент в дисках вокруг молодых звезд. Он сильно влияет на формирование гигантских планет, а также может доставляться небольшими телами, такими, как кометы и астероиды, на полностью сформировавшиеся каменистые планеты. Теперь, когда исследователи обнаружили водяной лед с помощью «Уэбба», они открыли всем ученым возможность изучать, как эти процессы протекают во многих других планетарных системах.

Камни, пыль, лед, несущиеся вокруг

Звезда, получившая название HD 181327, значительно моложе нашего Солнца. По оценкам, ей 23 миллиона лет, в то время как Солнцу 4,6 миллиарда лет. Звезда немного массивнее Солнца и горячее, что привело к формированию вокруг нее системы чуть большего размера.

Наблюдения Уэбба подтверждают наличие значительного промежутка между звездой и ее диском обломков — обширной области, свободной от пыли. На более дальнем расстоянии диск обломков похож на пояс Койпера в нашей Солнечной системе, где находятся карликовые планеты, кометы и другие фрагменты льда и горных пород, которые иногда сталкиваются друг с другом. Миллиарды лет назад наш пояс Койпера, вероятно, был похож на диск обломков этой звезды.

«HD 181327 — очень активная система, — сказал Чен. — В ее диске обломков регулярно происходят столкновения. Когда эти ледяные тела сталкиваются, они высвобождают крошечные частицы пыльного водяного льда, которые идеально подходят для обнаружения „Уэббом“.

Замерзшая вода — почти везде

Водяной лед распределен по этой системе неравномерно. Большая его часть находится там, где холоднее всего и дальше всего от звезды.

Чем ближе к центру диска обломков, тем меньше водяного льда обнаруживал «Уэбб». В середине диска обломков «Уэбб» обнаружил около 8% водяного льда. Здесь, вероятно, частицы замерзшей воды образуются немного быстрее, чем разрушаются. В области диска обломков, ближайшей к звезде, «Уэбб» почти не обнаружил водяного льда. Вероятно, ультрафиолетовое излучение звезды испаряет ближайшие частицы водяного льда. Также возможно, что в недрах камней, известных как планетезималии, «заперта» замерзшая вода, которую «Уэбб» не может обнаружить.

Эта команда и многие другие исследователи продолжат поиск и изучение водяного льда в дисках обломков и активно формирующихся планетных системах по всей нашей галактике Млечный Путь.

«Наличие водяного льда способствует формированию планет. Ледяные материалы также могут в конечном итоге быть „доставлены“ на планеты земной группы, которые могут сформироваться за пару сотен миллионов лет в системах, подобных этой», — сказал Се.

Результаты были опубликованы в журнале Nature.

Ранее космическому телескопу «Джеймс Уэбб» впервые в истории удалось сделать снимок полярных сияний на Нептуне.