Astronomowie odkryli lód wodny w dysku otaczającym odległą gwiazdę

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), astronomowie wykryli lód wodny w dysku materiału wokół HD 181327, młodej gwiazdy znajdującej się 160 lat świetlnych od Ziemi.

.Dyski szczątków (debris disks) to zbiory małych ciał niebieskich wokół gwiazd, zawierają one asteroidy, obiekty pasa Kuipera, komety i drobny pył. Obserwacje tych regionów mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć ewolucję układów planetarnych, skład pyłu, komet i innych planet we Wszechświecie.

Biorąc pod uwagę, że woda odgrywa kluczową rolę w formowaniu się planet i mniejszych ciał niebieskich, astronomowie poszukują również jej obecności w dyskach szczątków. Jednakże, chociaż lód wodny był powszechnie wykrywany w obiektach pasa Kuipera i kometach w Układzie Słonecznym, do tej pory nie znaleziono ostatecznych dowodów na jego obecność w dyskach wokół innych gwiazd.

W ramach nowego badania, astronomom z Johns Hopkins University (JHU), pod kierownictwem Chen Xie, udało się odkryć lód wodny w dysku szczątków HD 181327, gwiazdy znajdującej się w odległości około 155,5 lat świetlnych od Układu Słonecznego. Odkrycia dokonano przy użyciu spektrografu bliskiej podczerwieni Teleskopu Webba (NIRSpec). Badanie zostało opisane w czasopiśmie Nature.

Jak opisują badacze, dysk HD 181327 znajduje się w odległości około 84 AU (jednostki astronomicznej – 1 AU to około ok. 150 mln km), a jego szerokość wynosi około 25 AU. Wcześniejsze obserwacje tego dysku ujawniły obecność plantozymali (małe ciała niebieskie zbudowane ze stałej materii, zalążki planet tworzące się we wczesnym etapie ewolucji układu planetarnego) bogatych w substancje lotne, podobnych do komet i obiektów Pasa Kuipera. Zdaniem astronomów, to, w połączeniu ze stosunkowo młodym wiekiem gwiazdy wynoszącym 18,5 miliona lat, czyniło ten obszar podobnym do młodego pasa Kuipera, a zatem doskonałym miejscem do poszukiwania lodu wodnego.

Naukowcy odkryli, że widmo współczynnika odbicia HD 181327 w odległości 90-105 AU od dysku, jest zgodne z lodem wodnym, obserwowanym w widmach pierścieni Saturna i obiektów pasa Kuipera. Astronomowie doszli do wniosku, że region ten zawiera lód wodny, bogaty w materiały podobne do występujących w ciałach niebieskich w zewnętrznych częściach Układu Słonecznego.

Badacze oszacowali, że lód wodny w zewnętrznej części dysku wokół HD 181327 stanowił jego 13,9 proc. i przybierał formę małych ziarenek, które stale tworzyły się i niszczyły.

.Oprócz wykrycia lodu wodnego, badanie wykazało również obecność siarczku żelaza i oliwinów (grupa minerałów zaliczana do krzemianów) w dysku. Astronomowie tłumaczą, że siarczek żelaza został znaleziony w mikrometeorytach i kometach, oliwiny są bardzo powszechnym ogniotrwałym gatunkiem materiału obecnego w dyskach protoplanetarnych, dyskach szczątków, a także kometach i asteroidach.

Oprac. EG