Уникальная находка «тяжелой воды» поможет объяснить происхождение океанов.
Международная команда астрономов сообщила о первом обнаружении тяжелой воды с двумя атомами дейтерия (D₂O) в протопланетном диске вокруг молодой звезды V883 Ori, находящейся примерно в 1300 световых годах от Земли. Эта вода, как отмечают исследователи, сформировалась еще до появления звезды и сохранилась в газопылевом диске системы.
Дейтерий — тяжелый изотоп водорода. В его ядре есть протон и нейтрон (у обычного водорода нейтрона нет). Вода с дейтерием называется «тяжелой»: HDO — один атом дейтерия, D₂O — два атома дейтерия (двойная тяжелая вода).
Планетообразующие диски содержат лед и частицы пыли, из которых затем формируются каменистые тела, ранние кометы и будущие планеты. Выявленный D₂O относится к изотопологам воды и служит точным индикатором ее происхождения. Изотопологи — молекулы с одинаковой формулой, но с разным составом изотопов.
Небольшая доля молекул тяжелой воды говорит о том, что она возникла в условиях чрезвычайно низких температур — в холодных межзвездных облаках задолго до рождения звезды V883 Ori.
Носителями самого старого льда в планетных системах и источником воды для молодых планет считаются кометы. Сравнение состава D₂O в диске V883 Ori с данными по комете 67P показало, что различие изотопов может объясняться различиями в происхождении льда: часть кометного льда действительно может быть древнее звезды.
История воды в солнечной системе
Новая работа связывает в единую цепь химическую историю воды: от холодных межзвездных облаков к дискам и затем к ледяным телам, участвующим в формировании планет. Это повышает вероятность того, что многие молодые миры получают воду с самых первых этапов своего развития.
В дальнейшем ученые планируют наблюдать распределение D₂O в большем числе дисков и проследить, как смещение «снеговой линии» — границы, где вода остается замёрзшей — влияет на формирование планет и их способность удерживать влагу.
По словам авторов исследования, такие химические исследования помогут лучше понять происхождение воды на Земле и оценить перспективы появления водных миров среди экзопланет. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.