Откритието е направено со проучување на составот на водата во V883 Orionis, ѕвездениот диск од којшто ќе се формираат идните планети, оддалечен околу 1300 светлосни години од Земјата. При колапсот на облакот од гас и прашина во неговиот центар се формира ѕвезда. Околу ѕвездата, материјалот од облакот исто така формира диск. Во текот на неколку милиони години, материјалот во дискот се трупа во поголеми тела и од него се формираат комети, астероиди и, конечно – планети. Астронимите се послужија со ALMA, каде удел има и Европската јужна опсерваторија (ESO), за да го измерат хемискиот потпис на водата и нејзиниот пат од облакот од кој се формира ѕвездата до планетите.

Уметнички приказ на дискот од кој се формираат планетите околу ѕвездата V883 Orionis. Во најоддалечениот дел од дискот, водата е во форма на мраз и затоа не може лесно да се открие. Избликот на енергија од ѕвездата го загрева внатрешниот диск до температура при којашто водата прминува во гасовита состојба, овозможувајќи им на астрономите да ја детектираат. Вметнатата слика ги прикажува двата вида молекули на водата кои се проучуваат во овој диск: обичната вода (со еден атом на кислород и два атоми на водород) и ‘тешката’ вода (каде водородниот атом е заменет со деутериум, тежок изотоп на водородот). (слика: ESO/L. Calçada)

Вообичаено хемискиот состав на водата е еден атом на кислород и два атоми на водород. Но астрономскиот тим проучувал малку потешка верзија на водата, каде еден од атомите на водород се заменува со деутериум, тежок изотоп на водородот. Бидејќи обичната и тешката вода се формираат при различни услови, нивниот сооднос може да се користи за да се следи кога и каде е формирана водата. На пример, овој сооднос кај некои комети во Сончевиот систем се покажа дека е сличен на оној во водата на Земјата, што укажуваше на тоа дека кометите можеби донеле вода на Земјата.

Ова патешествие на водата од гасните облаци до млади ѕвезди, а потоа и од кометите до планетите, беше и претходно забележано, но сè досега недостасуваше врската помеѓу младите ѕвезди и кометите. “V883 Orionis е алката што недостасува во овој случај”, вели Џон Џеј Тобин, астроном во Националната радиоастрономска опсерваторија на САД и главен автор на студијата што беше објавена вчера во Nature. „Составот на водата во дискот е мошне сличен со оној на кометите во нашиот Сончев Систем. Ова е потврда на идејата дека водата во планетарните системи настанала пред [повеќе] милијарди години, уште пред Сонцето, во меѓуѕвездениот простор, и дека била наследена и од кометите и од Земјата, останувајќи релативно непроменета”, дообјаснува тој.

Но, набљудувањето на водата се покажа тешка задача, со оглед на тоа што поголемиот дел од водата во ѕвездените и планетарните дисковите е во вид на мраз. Имено, гасовитата вода може да се открие благодарение на зрачењето што молекулите го емитираат додека се вртат и вибрираат, но работата не е така едноставна кога водата е замрзната, при што движењето на молекулите е поограничено. Гасовита вода може да се најде во близина на ѕвездата, во централното подрачје на дисковите, каде што е потопло. Сепак, овие блиски региони се скриени од правта во самиот диск, а истовремено се и премали за нашите телескопи да ги “фатат”. За среќа, една неодамнешна студија покажала дека дискот V883 Orionis е невообичаено жежок. Големиот излив на енергија од ѕвездата го загрева дискот до температура на која водата повеќе не може да остане во форма на мраз, туку се претвора во гас, што им овозможи на астрономите да ја откријат.

Снимки од дискот околу ѕвездата V883 Orionis добиени од ALMA. На снимките е прикажана просторната дистрибуција на водата (лево, портокалова), прашината (средина, зелена) и јаглеродниот моноксид (сина, десно). Бидејќи водата замрзнува на повисоки температури од јаглерод моноксидот, таа може да се открие само во гасовита форма, кога е поблиску до ѕвездата. Очигледната празнина на сликите од водата и од јаглерод моноксидот се должи на светлата емисија на прашината, која ја намалува емисијата на гасот. фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Благодарение на чувствителноста на ALMA и можноста за добивање на подетален приказ со неа, астрономите биле во можност не само да ја детектираат водата, туку и да го одредат нејзиниот состав, како и да ја мапираат нејзината дистрибуција во дискот. Од набљудувањата, тие откриле дека овој диск содржи најмалку 1200 пати поголема количина на вода од онаа присутна во сите океани на Земјата.

Астрономите се надеваат дека со новиот ELT телескоп на ESO, којшто е во изградба (види тука), и неговиот инструмент METIS за набљудување во средно-инфрацрвеното подрачје, наскоро ќе можат да ја разрешат мистеријата на гасната фаза на водата во овие типови дискови, потврдувајќи ја врската на патеката на водата од ѕвездените облаци сè до идните сончеви системи.