Az óceánok vize idősebb a Földnél, sőt a Napnál is – így lehetséges
Bár a Föld óceánjai jóval fiatalabbak a világegyetemnél, az őket alkotó vízmolekulák egy része már a Nap születése előtt létrejöhetett. Egy 1300 fényévre található, fiatal csillag körüli bolygókeletkezési korong vizsgálata alapján a csillagászok rekonstruálhatták, miként jut el a víz a csillagközi gázfelhőkből a kialakuló bolygókig.
A víz eredete régóta foglalkoztatja a kutatókat. Ma már tudjuk, hogy a Mars egykor jóval melegebb és nedvesebb lehetett, a Szaturnusz Enceladus és a Jupiter Europa nevű holdja pedig felszín alatti óceánokat rejt. Az azonban továbbra is fontos kérdés, hogyan kerül víz a bolygókra és más égitestekre.
John J. Tobin, az amerikai Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium kutatója és munkatársai a chilei Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, röviden ALMA rádiótávcső-rendszerrel vizsgálták a V883 Orionis nevű csillagot. A fiatal égitest körül hatalmas gáz- és porkorong kering, amelyből idővel bolygók alakulhatnak ki.
Hasonló folyamat játszódhatott le több mint 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Nap környezetében is. A csillag megszületése után a körülötte kialakuló korongban lévő porszemcsék fokozatosan összetapadnak, majd egyre nagyobb égitestekké állnak össze. Így jöhetnek létre később bolygók, holdak, üstökösök és aszteroidák.
A kutatók a V883 Orionis körüli korongban nemcsak a víz jelenlétét mutatták ki, hanem annak kémiai összetételét is elemezték. Ehhez a víz két ritkább izotópos változatát vizsgálták. Az egyik a HDO, amelyben az egyik hidrogénatom helyén deutérium, vagyis a hidrogén egyik nehezebb izotópja található.
A közönséges és a deutériumot tartalmazó víz eltérő körülmények között jön létre. Arányuk ezért kozmikus ujjlenyomatként árulkodhat arról, mikor és milyen környezetben alakultak ki a molekulák. Az elemzés szerint a V883 Orionis korongjában található víz összetétele nagyon hasonlít a Naprendszer üstököseiben talált vizéhez. Ez arra utalhat, hogy a bolygórendszerek vizének jelentős része már a csillagok kialakulása előtt, a hideg csillagközi térben létrejön, majd később viszonylag változatlan formában beépül az üstökösökbe és a bolygókba.
Tobin szerint az eredmények lehetővé teszik, hogy a Naprendszer vizének eredetét a Nap megszületése előtti időszakig vezessük vissza. Ez nem azt jelenti, hogy a mai földi óceánok már a Nap előtt is léteztek, hanem azt, hogy az őket alkotó vízmolekulák egy része idősebb lehet központi csillagunknál.
A megfigyelés ugyanakkor nem volt egyszerű. A bolygókeletkezési korongokban található készlet nagy része jég formájában van jelen, így nehezen észlelhető. Gázállapotban a vízmolekulák forognak és rezegnek, közben pedig olyan sugárzást bocsátanak ki, amelyet a rádiótávcsövek érzékelhetnek. Fagyott állapotban viszont a molekulák mozgása jóval korlátozottabb. Hasonló történt a V883 Orionis körüli korong megfigyelésekor is. A fiatal csillag egyik erőteljes energiakitörése azonban annyira felmelegítette a korongot, hogy a jég egy része gázzá alakult. Ez tette lehetővé, hogy az ALMA műszereivel feltérképezzék a víz eloszlását és megvizsgálják kémiai összetételét.
Ahogy a BBC Sky at Night Magazine is írja, korábbi üstökösvizsgálatok már felvetették, hogy ezek az égitestek szerepet játszhattak a földi víz szállításában. A mostani eredmények azonban ennél messzebbre vezetnek: azt sugallják, hogy az üstökösök és a Föld egyaránt egy sokkal régebbi, a Nap születése előtt kialakult készletből örökölhették molekuláik egy részét.
A kutatás így megmutathatja, miként jut el a víz a csillagközi felhőkből a fiatal csillagokat körülvevő korongokba, majd onnan a bolygókra. Ha az eredmények helyesek, a poharunkban lévő víz története nem a Föld, sőt nem is a Naprendszer kialakulásával kezdődött, hanem milliárd évekkel korábban, a csillagközi tér sötét és hideg régióiban.
Olvasd el ezt is!