Потврђена теорија о води у раном Сунчевом систему, први пут откривен лед који кружи око младе звезде

Обиље леда на местима попут Кајперовог појаса – прстена малих „ледастих“ тела у спољном Сунчевом систему – подржава ову идеју. Међутим, хипотеза није могла бити тестирана док није постало могуће проучавање егзопланетарних система у раним фазама формирања.

Захваљујући свемирском телескопу „Џејмс Веб“, научници коначно имају чврсте доказе да је ова теорија тачна. Према недавној студији коју су водили истраживачи са Универзитета „Џонс Хопкинс“, телескоп је детектовао водени лед у диску од остатака који кружи око звезде ХД 181327, сличне Сунцу, удаљене 155 светлосних година од Земље.

Овај систем је стар само 23 милиона година, што га чини веома младим у поређењу са Сунчевим системом (који има 4,6 милијарди година). Као резултат тога, звезда је окружена протопланетарним диском који се још увек није формирао у систем планета. Проучавање овако младих звезда омогућава астрономима да посматрају системе у раној фази формирања.

„Џејмс Веб је недвосмислено детектовао не само водени лед, већ и кристални водени лед, који се такође налази на местима као што су Сатурнови прстенови и ледена тела у Кајперовом појасу нашег Сунчевог система. Присуство воденог леда помаже у формирању планета. Ледени материјали се можда на крају могу и ‘доставити’ на стеновите планете које би се могле формирати током неколико стотина милиона година у системима попут овог“, каже научни сарадник на Универзитету „Џонс Хопкинс“ и главни аутор студије, Чен Шие.

Истраживачи су посматрали ХД 181327 користећи „Вебов“ спектрограф за блиски инфрацрвени спектар, који је открио хемијске трагове воде у спољним деловима диска од остатака овог система.

Као што се и предвиђало, већина воденог леда у систему пронађена је у спољашњем прстену остатака, што чини преко 20 одсто његове масе. Попут Кајперовог појаса, вода је у облику „прљавих грудви снега“ – леда помешаног са финим честицама прашине.

Што су истраживачи ближе звезди гледали, то су мање воде проналазили. Само осам одсто материјала на половини удаљености од ивице диска чини лед, док у централним деловима система готово да није детектована вода. То је вероватно резултат испаравања узрокованог ултраљубичастим зрачењем звезде, мада је могуће и да је значајна количина воде „закључана“ у стенама и планетезимала.

Пошто водени лед има велики утицај на формирање планета око младих звезда, резултати отварају нове могућности за проучавање процеса који управљају развојем планетарних система. Они такође потврђују оно на шта је указивао Насин свемирски телескоп „Спицер“ када је посматрао овај систем 2008. године.

„Када сам била докторанд пре 25 година, мој ментор ми је рекао да би требало да постоји лед у дисковима од остатака, али пре ‘Веба’ нисмо имали довољно осетљиве инструменте за таква посматрања“, каже Кристина Чен, астроном у Институту за свемирски телескоп (STScl) и коауторка студије.

„Оно што је најзанимљивије јесте да ови подаци веома личе на недавна посматрања објеката из Кајперовог појаса у нашем сопственом Сунчевом систему“, наводи она.

„Вебова“ посматрања су такође открила широк, прашином сиромашан простор између звезде и њеног диска остатака. Даље од звезде, диск остатака изгледа слично Кајперовом појасу, који је препун безбројних прљавих грудви снега и мањих планета. Такође, судари су и даље присутни у Кајперовом појасу, што је тим уочио и код ХД 181327.

„ХД 181327 је веома активан систем,“ каже Чен, додајући да се у његовом диску редовно дешавају судари, а када се та ледена тела сударе, ослобађају се сићушне честице ледене прашине које су идеалне величине да их „Веб“ детектује.

Са овим посматрањима као основом, астрономи ће наставити да траже водени лед и дискове остатака за детаљно посматрање помоћу „Џејмса Веба“ и других телескопа нове генерације, од којих ће неки ускоро бити лансирани.