Когда-то астрономы думали, что звезды образуются в результате простого процесса сжатия вещества под действием силы тяжести. И хотя в целом эта картина безусловно верна, изучая процессы звездообразования более детально, ученые пришли к пониманию, что рождение звезды влечет за собой целый ряд сложных этапов. Так, уже в самом начале своей эволюции молодая звезда часто окружает себя околозвездным диском из газа и пыли. Спустя несколько миллионов лет после формирования диска, внутри него начинают образовываться планеты.

В созвездии Гидры есть небольшая группировка очень молодых звезд, возраст которых равен всего около 10 миллионов лет. Такие группировки называются звездными ассоциациями. Главная в ассоциации в Гидре — звездочка 11-й звездной величины под названием TW Гидры. Эта небольшая оранжевая звезда еще не закончила свое формирование, и «ядерный котел» в ее центре еще не работает стабильно. Из-за этого блеск TW Гидры меняется беспорядочным образом. (Звезда принадлежит к переменным типа Т Тельца.) Другой указатель на молодость TW Гидры — протопланетный диск, окружающий звезду.

протопланетный диск

Протопланетный диск вокруг звезды TW Гидры в представлении художника. Источник: NASA/JPL-Caltech

Астрономы обнаружили диск вокруг TW Гидры в 2003 году, и с тех пор активно его изучают. Сразу несколько причин делают протопланетный диск вокруг этой звезды удобной целью для исследования: во-первых, его относительная близость (TW Гидры находится всего в 175 световых лет от Солнца), во-вторых, расположение диска (мы можем наблюдать его «в анфас»), и наконец, его яркость. Благодаря яркости диска астрономы могут без труда исследовать его спектр и выяснить химический состав.

Последнее весьма немаловажно, если мы хотим понять, как сформировались земные океаны. Сегодня среди астрономов распространено мнение, что вода на Землю была в основном занесена из космоса кометами во время Поздней тяжелой бомбардировки примерно 4 миллиарда лет назад. За подтверждением гипотезы они обратились к протопланетному диску TW Гидры.

Голландский астроном Михел Хогерхейде (Michiel Hogerheijde) вместе с группой коллег решили определить количество воды в диске вокруг TW Гидры. Для этого они воспользовались новыми данными космического телескопа «Гершель», работающего в инфракрасном диапазоне. С помощью данных «Гершеля» ученые могли также определить температуру воды, находящейся в диске, будь ее достаточное количество.

протопланетный диск у TW Гидры

Данная иллюстрация показывает, как астрономам удалось измерить температуру воды в диске вокруг звезды TW Гидры. Молекулы воды существуют в виде двух спиновых изомеров, «орто-» и «пара-», в которых ядерные спины атомов водорода антипараллельны. Если при комнатной температуре количество ортомолекул будет примерно в три раза больше (в виде пара), то по мере снижения температуры соотношение изомеров будет стремиться к единице. Правда, следует учитывать, что пока свойства изомеров воды изучены слабо, и потому астрономы весьма вольно интерпретируют полученные данные. Источник: NASA/JPL-Caltech

Результатом исследований стала статья, опубликованная в последнем номере журнала Science, в которой авторы приводят убедительные доказательства в пользу существования огромного резервуара водяного льда в диске звезды. Общий объем воды вокруг TW Гидры оказался равен нескольким тысячам земных океанов! Более того, они обнаружили, что лед более или менее равномерно распространен по всей системе. В будущем эта вода пойдет на формирование комет и ледяных спутников в формирующейся планетной системе. Другая ее часть, возможно, сформирует океаны на земноподобной планете вокруг TW Гидры.

Подобные результаты оказывают весомую поддержку нынешнему сценарию происхождении океанов Земли.

По материалам НАСА.