Šī mākslinieka koncepcija attēlo zvaigzni PDS 70 un tās iekšējo protoplanetāro disku. Jaunie NASA Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa mērījumi atklājuši ūdens tvaikus mazāk nekā 100 miljonu jūdžu attālumā no zvaigznes – reģiona, kur var veidoties akmeņainas un sauszemes planētas. Šī ir pirmā ūdens noteikšana diska sauszemes reģionā, par kuru jau zināms, ka tajā atrodas divas vai vairākas protoplanētas, no kurām viena ir parādīta augšējā labajā stūrī. Pateicība: NASA, ESA, CSA, Džozefs Olmsteds (STScI)
Atklājums liecina, ka uz sauszemes planētām ir pieejams ūdens rezervuārs, kas tur varētu saplūst.
Ūdens, ūdens, visur – nevis lāsēs, bet kā tvaiks. zinātnieki izmanto NASAs Džeimsa Veba kosmiskais teleskops Viņi atklāja, ka izslāpušām planētām PDS 70 sistēmā ir pieeja ūdens rezervuāram. Vissvarīgākais ir tas, ka ūdens tvaiki tika atrasti 100 miljonu jūdžu attālumā no zvaigznes – reģiona, kurā varētu veidoties tādas zemes planētas kā Zeme. (Zeme riņķo aptuveni 93 miljonus jūdžu attālumā no mūsu saules.)
PDS 70 ir daudz vēsāks par mūsu Sauli, un tā vecums ir 5,4 miljoni gadu. Tā ir mājvieta divām zināmām gāzes milzu planētām, no kurām vismaz viena joprojām uzkrāj materiālu un aug. Šī ir pirmā ūdens noteikšana diska sauszemes reģionā, par kuru jau zināms, ka tajā atrodas divas vai vairākas protoplanētas.
PDS 70 protoplanetārā diska spektrs, kas iegūts ar Webb’s MIRI (vidējā infrasarkano staru instrumentu), parāda vairākas ūdens tvaiku emisijas līnijas. Zinātnieki ir noskaidrojuši, ka ūdens atrodas sistēmas iekšējā diskā mazāk nekā 100 miljonu jūdžu attālumā no zvaigznes — reģiona, kur var veidoties akmeņainas un sauszemes planētas. Pateicība: NASA, ESA, CSA, Džozefs Olmsteds (STScI)
Webb kosmiskais teleskops nosaka ūdens tvaikus akmeņaino planētu veidošanās reģionā
Ūdens ir būtisks dzīvībai, kā mēs to zinām. Tomēr tas, kā ūdens nokļuva uz Zemi un vai tie paši procesi varēja iesēt akmeņaino eksoplanetu sēklas, kas riņķo ap tālu zvaigznēm, joprojām ir zinātnisku diskusiju temati. Šīs diskusijas var gūt labumu no jaunām atziņām no PDS 70 planētu sistēmas, kas atrodas 370 gaismas gadu attālumā. Šajā zvaigžņu sistēmā ir iekšējais un ārējais gāzes un putekļu disks, ko atdala 5 miljardu jūdžu (vai 8 miljardu kilometru) atstarpe. Šajā spraugā atrodas divas zināmas gāzes milzu planētas.
Jauni NASA Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa MIRI (vidējā infrasarkanā instrumenta) savāktie dati atklāja ūdens tvaikus sistēmas iekšējā diskā mazāk nekā 100 miljonu jūdžu (160 miljonu km) attālumā no zvaigznes — reģiona, kurā var veidoties akmeņainas un sauszemes planētas. (Zeme riņķo aptuveni 93 miljonus jūdžu attālumā no mūsu saules.) Jāpiebilst, ka šī ir pirmā reize, kad ūdens tiek atklāts diska sauszemes reģionā, kurā jau ir apstiprināts, ka tajā atrodas divas vai vairākas protoplanētas.
“Mēs esam redzējuši ūdeni citos diskos, bet ne tik tuvu sistēmai, kurā planētas pašlaik grupējas. Mēs nevarējām veikt šāda veida mērījumus pirms Veba,” sacīja vadošā autore Džūlija Peroti no Maksa Planka Astronomijas institūta (MPIA) Heidelbergā, Vācijā.
“Šis atklājums ir ļoti aizraujošs, jo tas pēta reģionu, kurā parasti veidojas akmeņainas, Zemei līdzīgas planētas,” piebilda MPIA direktors Tomass Hennings, raksta līdzautors. Henings ir Veba programmas MIRI (Mid-Infrared Disk Survey), kas veica noteikšanu, galvenais pētnieks un MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey), kas ieguva datus, galvenais pētnieks.
Tvaika vide planētu veidošanai
PDS 70 ir K veida zvaigzne, kas ir daudz vēsāka nekā mūsu Saule, un tās vecums ir 5,4 miljoni gadu. Tas ir salīdzinoši vecs, ņemot vērā zvaigznes ar planētu veidojošiem diskiem, kas padarīja ūdens tvaiku atklāšanu pārsteidzošu.
Laika gaitā planētu veidojošo disku gāzu un putekļu saturs samazinās. Vai nu centrālās zvaigznes starojums un vēji aizpūš šādu materiālu, vai arī putekļi pāraug lielākos ķermeņos, kas galu galā veido planētas. Tā kā iepriekšējie pētījumi nespēja atklāt ūdeni līdzīga vecuma disku centrālajos apgabalos, astronomiem bija aizdomas, ka tas varētu neizdzīvot skarbajā zvaigžņu starojumā, radot sausu vidi jebkādu akmeņainu planētu veidošanai.
Astronomi vēl nav atklājuši nevienu planētu, kas veidojas PDS 70 iekšējā diskā. Tomēr viņi redz izejmateriālus akmeņainu pasauļu veidošanai silikātu veidā. Ūdens tvaiku atklāšana liecina, ka, ja tur veidotos akmeņainas planētas, tām jau no paša sākuma būtu bijis pieejams ūdens.
Mēs atradām diezgan lielu daudzumu mazu putekļu graudiņu. Līdzās mūsu atklājumiem par ūdens tvaiku, iekšējais disks ir ļoti aizraujoša vieta, kur atrasties, sacīja līdzautors Rencs Voters no Radboudas universitātes Nīderlandē.
Kāda ir ūdens izcelsme?
Šis atklājums rada jautājumu par ūdens avotu. MINDS komanda aplūkoja divus dažādus scenārijus, lai izskaidrotu savus atklājumus.
Viena iespēja ir tāda, ka ūdens molekulas veidojas vietā, kā mēs tās atklājam, kad ūdeņraža un skābekļa atomi rekombinējas. Otra iespēja ir tāda, ka ar ledu klātās putekļu daļiņas pārvietojas no aukstā ārējā diska uz karsto iekšējo disku, kur ūdens ledus sublimējas un pārvēršas tvaikā. Šī transporta sistēma būtu pārsteidzoša, jo putekļiem būtu jāšķērso milzīgais bezdibenis, ko veido divas milzu planētas.
Vēl viens jautājums, ko rada šis atklājums, ir tas, kā ūdens var izdzīvot tik tuvu zvaigznei, kad zvaigznes ultravioletajai gaismai ir jāsalauž jebkuras ūdens molekulas. Visticamāk, apkārtējie materiāli, piemēram, putekļi un citas ūdens daļiņas, darbojas kā aizsargvairogs. Rezultātā PDS 70 iekšējā diskā konstatētais ūdens varētu izvairīties no iznīcināšanas.
Galu galā komanda izmantos divus citus Webb instrumentus, NIRCam (Tuvo infrasarkano staru kameru) un NIRSpec (Tuvo infrasarkano staru spektrometru), lai pētītu PDS 70, cenšoties iegūt labāku izpratni.
Šie novērojumi tika veikti kā daļa no Garantētā laika novērojuma 1282. Šis atklājums ir publicēts žurnālā daba.
Atsauce: G. Perotti, V. Christiaens, Th. Henings, B. Tabone, LBFM, Voterss, I. Kemps, G. Lagage, T. P. Rejs, B. Vandenbusše, A. Abergels, O. Absils, A. M. Arabhavi, I. Argiriou, D. Barrado, A. Boccaleti, A. Caratti o Garatti, V. Geers, A. M. Glauser, K. Justannont, F. On Lahuis, N. M. daba.
DOI: 10.1038/s41586-023-06317-9
Džeimsa Veba kosmosa teleskops ir pasaulē vadošā kosmosa zinātnes observatorija. Vebs atrisina noslēpumus mūsu Saules sistēmā, skatās tālāk uz tālām pasaulēm ap citām zvaigznēm un pēta noslēpumainas struktūras un Visuma izcelsmi un mūsu vietu tajā. Webb ir starptautiska programma, ko vada NASA ar savu partneri ESA (Eiropas Kosmosa aģentūra) un Kanādas Kosmosa aģentūru.
