Υπάρχει παγωμένο νερό διάσπαρτο σε συστήματα γύρω από άλλα αστέρια; Οι αστρονόμοι το περιμένουν εδώ και καιρό, εν μέρει με βάση τις προηγούμενες ανιχνεύσεις της αέριας μορφής του, των υδρατμών, και την παρουσία του στο δικό μας ηλιακό σύστημα.
Τώρα υπάρχουν οριστικές αποδείξεις: Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν την παρουσία κρυσταλλικού πάγου νερού σε έναν σκονισμένο δίσκο συντριμμιών που περιφέρεται γύρω από ένα άστρο που μοιάζει με τον ήλιο, 155 έτη φωτός μακριά, χρησιμοποιώντας λεπτομερή δεδομένα γνωστά ως φάσματα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA. (Ο όρος πάγος νερού προσδιορίζει τη σύνθεσή του, καθώς πολλά άλλα παγωμένα μόρια παρατηρούνται επίσης στο διάστημα, όπως ο πάγος διοξειδίου του άνθρακα ή «ξηρός πάγος»). Το 2008, δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA που αποσύρθηκε, υπαινίχθηκαν την πιθανότητα ύπαρξης παγωμένου νερού σε αυτό το σύστημα.
«Ο Webb εντόπισε με σαφήνεια όχι απλώς πάγο νερού, αλλά κρυσταλλικό πάγο νερού, ο οποίος βρίσκεται επίσης σε τοποθεσίες όπως οι δακτύλιοι του Κρόνου και τα παγωμένα σώματα στη ζώνη Kuiper του ηλιακού μας συστήματος», δήλωσε ο Chen Xie, επικεφαλής συγγραφέας της νέας δημοσίευσης και βοηθός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ.
Όλο το παγωμένο νερό που εντόπισε ο Webb συνδυάζεται με λεπτά σωματίδια σκόνης σε όλο το δίσκο, σαν μικροσκοπικές «βρώμικες χιονόμπαλες». Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται σήμερα στο περιοδικό Nature.
Οι αστρονόμοι περίμεναν αυτά τα οριστικά δεδομένα εδώ και δεκαετίες. «Όταν ήμουν μεταπτυχιακή φοιτήτρια πριν από 25 χρόνια, ο σύμβουλός μου μου είπε ότι θα έπρεπε να υπάρχει πάγος στους δίσκους συντριμμιών, αλλά πριν από τον Webb, δεν είχαμε όργανα αρκετά ευαίσθητα για να κάνουμε αυτές τις παρατηρήσεις», δήλωσε η Christine Chen, συν-συγγραφέας και συνεργάτης αστρονόμος στο Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη.
«Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι τα δεδομένα αυτά μοιάζουν με άλλες πρόσφατες παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου για αντικείμενα της ζώνης Kuiper στο δικό μας ηλιακό σύστημα».
Ο πάγος του νερού είναι ένα ζωτικό συστατικό στους δίσκους γύρω από νεαρά άστρα – επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το σχηματισμό γιγάντιων πλανητών και μπορεί επίσης να παραδοθεί από μικρά σώματα όπως κομήτες και αστεροειδείς σε πλήρως σχηματισμένους βραχώδεις πλανήτες. Τώρα που οι ερευνητές εντόπισαν πάγο νερού με τον Webb, άνοιξαν την πόρτα για όλους τους ερευνητές να μελετήσουν πώς αυτές οι διαδικασίες διαδραματίζονται με νέους τρόπους σε πολλά άλλα πλανητικά συστήματα.
Πετρώματα, σκόνη, πάγος που τρέχουν γύρω τους
Το αστέρι, με την ονομασία HD 181327, είναι σημαντικά νεότερο από τον ήλιο μας. Υπολογίζεται ότι έχει ηλικία 23 εκατομμυρίων ετών, σε σύγκριση με τα πιο ώριμα 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια του ήλιου. Το άστρο έχει ελαφρώς μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο και είναι πιο θερμό, γεγονός που οδήγησε στο σχηματισμό ενός ελαφρώς μεγαλύτερου συστήματος γύρω του.
Οι παρατηρήσεις του Webb επιβεβαιώνουν ένα σημαντικό κενό μεταξύ του άστρου και του δίσκου συντριμμιών του – μια ευρεία περιοχή που είναι απαλλαγμένη από σκόνη. Πιο μακριά, ο δίσκος συντριμμιών του είναι παρόμοιος με τη ζώνη Kuiper του ηλιακού μας συστήματος, όπου βρίσκονται νάνοι πλανήτες, κομήτες και άλλα κομμάτια πάγου και βράχων (και μερικές φορές συγκρούονται μεταξύ τους). Δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ζώνη Kuiper του δικού μας συστήματος ήταν πιθανώς παρόμοια με το δίσκο συντριμμιών αυτού του άστρου.
«Το HD 181327 είναι ένα πολύ ενεργό σύστημα», δήλωσε ο Chen. “Υπάρχουν τακτικές, συνεχείς συγκρούσεις στο δίσκο συντριμμιών του. Όταν αυτά τα παγωμένα σώματα συγκρούονται, απελευθερώνουν μικροσκοπικά σωματίδια σκονισμένου υδάτινου πάγου που έχουν το τέλειο μέγεθος για να τα ανιχνεύσει ο Webb”.
Παγωμένο νερό-σχεδόν παντού
Ο πάγος του νερού δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένος σε όλο αυτό το σύστημα. Η πλειονότητα βρίσκεται εκεί όπου είναι πιο κρύο και πιο μακριά από το άστρο. «Η εξωτερική περιοχή του δίσκου συντριμμιών αποτελείται από πάνω από 20% πάγο νερού», δήλωσε ο Xie.
Όσο πιο κοντά έψαχναν οι ερευνητές, τόσο λιγότερο υδάτινο πάγο έβρισκαν. Προς το κέντρο του δίσκου συντριμμιών, ο Webb εντόπισε περίπου 8% υδάτινο πάγο. Εδώ, είναι πιθανό ότι τα παγωμένα σωματίδια νερού παράγονται ελαφρώς ταχύτερα από ό,τι καταστρέφονται. Στην περιοχή του δίσκου συντριμμιών που βρίσκεται πιο κοντά στο αστέρι, ο Webb δεν εντόπισε σχεδόν καθόλου. Είναι πιθανό ότι το υπεριώδες φως του άστρου εξατμίζει τα πιο κοντινά στίγματα υδάτινου πάγου. Είναι επίσης πιθανό ότι οι βράχοι που είναι γνωστοί ως πλανητοειδή έχουν «κλειδώσει» παγωμένο νερό στο εσωτερικό τους, το οποίο ο Webb δεν μπορεί να ανιχνεύσει.
Αυτή η ομάδα και πολλοί άλλοι ερευνητές θα συνεχίσουν να αναζητούν -και να μελετούν- πάγο νερού σε δίσκους συντριμμιών και σε ενεργά πλανητικά συστήματα που σχηματίζονται σε όλο τον Γαλαξία μας. «Η παρουσία πάγου νερού βοηθά στη διευκόλυνση του σχηματισμού πλανητών», δήλωσε ο Xie. «Τα παγωμένα υλικά μπορεί επίσης τελικά να “παραδοθούν” στους γήινους πλανήτες που μπορεί να σχηματιστούν σε διάστημα διακοσίων εκατομμυρίων ετών σε συστήματα όπως αυτό».
Οι ερευνητές παρατήρησαν τον HD 181327 με το NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) του Webb, το οποίο είναι υπερευαίσθητο σε εξαιρετικά αμυδρά σωματίδια σκόνης που μπορούν να ανιχνευθούν μόνο από το διάστημα.
Πηγή: newsbeast.gr
