В продължение на десетилетия се смяташе, че водата е била разпространена във външните части на Слънчевата система още в началото на нейната история, като комети и астероиди са доставяли влага на Земята и вътрешните планети през периода на късното тежко бомбардиране преди около 4 милиарда години. Изобилието от лед на места като Пояса на Кайпер - пръстенът от „ледероиди“ във външната част на Слънчевата система - подкрепя тази идея. Хипотезата обаче не може да бъде проверена, докато не стане възможно да се изследват извънслънчеви системи в ранните етапи на формиране.
Ново откритие
Благодарение на JWST учените най-накрая разполагат с убедителни доказателства, че тази теория е вярна. Според скорошно проучване, ръководено от изследователи от Университета „Джон Хопкинс“, космическият телескоп е открил воден лед в диска с отломки, който обикаля около HD 181327, слънцеподобна звезда, намираща се на 155 светлинни години от Земята. Само на 23 милиона години, тази система е доста млада в сравнение със Слънчевата система (4,6 милиарда години и повече!). В резултат на това звездата е заобиколена от протопланетарен диск, който все още не се е слял, за да образува система от планети. Изучаването на толкова млади звезди позволява на астрономите да наблюдават система, която все още е в ранен стадий на формиране.
Още: Възможно е тектониката на Венера активно да преоформя нейната повърхност
Както казва Чен Сие, асистент-изследовател в „Джон Хопкинс“ и водещ автор на изследването, в неотдавнашно прессъобщение на НАСА:
„Webb недвусмислено откри не просто воден лед, а кристален воден лед, който се среща и на места като пръстените на Сатурн и ледените тела в пояса на Кайпер в нашата Слънчева система. Наличието на воден лед спомага за формирането на планетите. Ледените материали могат също така в крайна сметка да бъдат „доставени“ на земните планети, които могат да се формират в продължение на няколкостотин милиона години в системи като тази.“
Изследователите наблюдаваха HD 181327 с помощта на спектрографа на JWST в близката инфрачервена област (NIRSpec), който разкри характерните химически следи от вода във външните части на диска от отломки на системата.
Както беше предсказано, по-голямата част от водния лед в системата беше открита във външния пръстен от отломки, като съставляваше над 20% от нейната маса. Подобно на пояса на Кайпер, водата е под формата на „мръсни снежни топки“ - лед, комбиниран с фини прахови частици.
Още: Астрономи алармират: Преминаваща звезда може да изхвърли Земята от орбита
Колкото по-близо до звездата са се намирали изследователите, толкова по-малко вода са открили. Само 8 процента от материала на половината път от ръба на диска се състои от лед, докато към центъра на системата не е открита почти никаква. Това вероятно се дължи на изпаряване от ултравиолетовата радиация на звездата, макар че е възможно също така значително количество вода да е заключено в скали и планетарни частици.
„Когато бях аспирант преди 25 години, моят ръководител ми каза, че трябва да има лед в дисковете с отломки, но преди Webb нямахме достатъчно чувствителни инструменти, за да направим тези наблюдения“, казва Кристин Чен, асоцииран астроном в Научния институт за космически телескоп (STScI) и съавтор на изследването.
„Това, което е най-поразително, е, че тези данни изглеждат подобни на тези от на други скорошни наблюдения на обекти от пояса на Кайпер в нашата собствена Слънчевата система.“
Наблюденията на Webb също така разкриха широка, свободна от прах празнина между звездата и нейния диск от отломки. По-далеч от диска от отломки изглежда подобен на пояса на Кайпер, който е населен с безброй мръсни снежни топки и малки планети. В допълнение, в пояса на Кайпер все още се случват сблъсъци, което екипът забелязва и за HD 181327.
"HD 181327 е много активна система“, казва Чен. „В нейния отломъчен диск има редовни и постоянни сблъсъци. Когато тези ледени тела се сблъскват, те освобождават малки частици прашен воден лед, които са с идеален размер за откриване от Webb.“
С тези наблюдения астрономите ще продължат да търсят воден лед и отломъчни дискове, които да наблюдават отблизо с помощта на JWST и други телескопи от следващо поколение, някои от които ще бъдат изстреляни скоро.
Изучаването на тези активно формиращи се планетни системи ще даде информация за моделите на планетарно формиране и ще хвърли нова светлина върху начина, по който се е появила нашата Слънчева система.
Резултатите на екипа са публикувани в списание Nature.
