Apa este esențială pentru viață așa cum o cunoaștem. Cu toate acestea, oamenii de știință încă dezbat subiectul originii apei pe Pământ și dacă aceleași procese ar putea avea loc pe exoplanete stâncoase care orbitează în jurul stelelor îndepărtate.
Noi perspective pot veni de la sistemul planetar PDS 70, situat la 370 de ani lumină distanță. Steaua găzduiește atât un disc interior, cât și un disc exterior de gaz și praf, separate printr-un decalaj de 5 miliarde de mile (8 miliarde de kilometri), iar în acel decalaj se află două planete gigantice gazoase cunoscute.
Noile măsurători efectuate de MIRI (instrumentul cu infraroșu mijlociu) al telescopului spațial James Webb al NASA au detectat vapori de apă în discul interior al sistemului, la distanțe de mai puțin de 100 de milioane de mile (160 de milioane de kilometri) de stea – regiunea în care se pot forma planete stâncoase, terestre.
Aceasta este prima detectare a apei în regiunea terestră a unui disc despre care se știe deja că găzduiește două sau mai multe protoplanete.
„Am văzut apă pe alte discuri, dar nu atât de aproape și într-un sistem în care planetele se adună în prezent. Nu am putut face acest tip de măsurare înainte de Webb”, a declarat Giulia Perotti, de la Institutul Max Planck pentru Astronomie (MPIA) din Heidelberg, Germania, autorul principal al studiului.
„Această descoperire este extrem de interesantă, deoarece sondează regiunea în care se formează în mod obișnuit planetele stâncoase similare cu Pământul”, a adăugat directorul MPIA, Thomas Henning, coautor al lucrării.
Henning este co-investigatorul principal al MIRI (Mid-Infrared Instrument) de la Webb, care a efectuat detectarea, și investigatorul principal al programului MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) care a preluat datele.
Un mediu în care se găsesc vapori de apă în zona de formare a planetelor
PDS 70 este o stea de tip K, mai rece decât Soarele nostru și se estimează că are o vechime de 5,4 milioane de ani. Aceasta este relativ veche în rândul stelelor cu discuri care formează planete, ceea ce a făcut ca descoperirea vaporilor de apă să fie surprinzătoare.
Odată cu trecerea timpului, conținutul de gaz și praf al discurilor care formează planete scade. Fie radiația și vânturile stelei centrale emit material, fie praful crește în obiecte mai mari care în cele din urmă formează planete.
Întrucât studiile anterioare nu au reușit să detecteze apa în regiunile centrale ale discurilor cu o vârstă similară, astronomii au bănuit că ar putea să nu supraviețuiască radiațiilor stelare dure, ceea ce duce la un mediu uscat pentru formarea oricăror planete stâncoase.
Astronomii nu au detectat încă nicio planetă care se formează în discul interior al PDS 70. Cu toate acestea, ei văd materiile prime pentru construirea de lumi stâncoase sub formă de silicați. Detectarea vaporilor de apă implică faptul că, dacă acolo se formează planete stâncoase, acestea vor avea apă disponibilă de la început.
„Găsim o cantitate relativ mare de boabe mici de praf. Combinat cu detectarea noastră a vaporilor de apă, discul interior este un loc foarte interesant”, a spus co-autorul Rens Waters, de la Universitatea Radboud din Olanda.
Care este originea apei?
Descoperirea ridică întrebarea de unde provine apa. Echipa MINDS a luat în considerare două scenarii diferite pentru a-și explica descoperirea.
O posibilitate este că moleculele de apă se formează în loc, unde le detectăm, pe măsură ce atomii de hidrogen și oxigen se combină. O a doua posibilitate este că particulele de praf acoperite cu gheață sunt transportate de pe discul exterior rece la discul interior fierbinte, unde gheața de apă sublimează și se transformă în vapori. Un astfel de sistem de transport ar fi surprinzător, din moment ce praful ar trebui să traverseze golul mare sculptat de cele două planete gigantice.
O altă întrebare ridicată de descoperire este cum ar putea supraviețui apa atât de aproape de stele, când lumina ultravioletă a stelei ar trebui să spargă orice molecule de apă. Cel mai probabil, materialul din jur, cum ar fi praful și alte molecule de apă, servește drept scut de protecție. Ca rezultat, apa detectată în discul interior al PDS 70 ar putea supraviețui distrugerii.
În cele din urmă, echipa va folosi încă două dintre instrumentele Webb, NIRCam (Camera cu infraroșu apropiat) și NIRSpec (Spectrograful cu infraroșu apropiat) pentru a studia sistemul PDS 70 într-un efort de a obține o înțelegere și mai bună.
Aceste observații au fost luate ca parte a programului de observare în timp garantat 1282. Această constatare a fost publicată în revista Nature.
Telescopul spațial James Webb este cel mai important observator al științelor spațiale din lume. Webb rezolvă misterele sistemului nostru solar, privind dincolo de lumi îndepărtate din jurul altor stele și cercetează structurile și originile misterioase ale universului nostru și locul nostru în el. Webb este un program internațional condus de NASA cu partenerii săi, ESA (Agenția Spațială Europeană) și Agenția Spațială Canadiană.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
