Először fedeztek fel vizet egy fiatal, Napszerű csillag körül

A Johns Hopkins Egyetem (JHU) kutatói által vezetett friss tanulmány szerint az űrteleszkóp vízjéget észlelt a HD 181327, a Földtől 155 fényévnyire lévő Nap-szerű csillag körül keringő törmelékkorongban.

Mindössze 23 millió éves, így ez a rendszer meglehetősen fiatal a Naprendszerhez képest (4,6 milliárd év és ez a szám még mindig számít!). Ennek eredményeként a csillagot egy protoplanetáris korong veszi körül , amely még nem egyesült bolygórendszerré. Az ilyen fiatal csillagok tanulmányozása lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy megfigyeljenek egy olyan rendszert, amely még a kialakulásának korai szakaszában van.

Ahogy Chen Xie, a JHU kutatóasszisztense és a tanulmány vezető szerzője a NASA nemrégiben kiadott sajtóközleményében elmondta:

„Webb egyértelműen nemcsak vízjeget, hanem kristályos vízjeget is kimutatott, amely olyan helyeken is megtalálható, mint a Szaturnusz gyűrűi és a Naprendszerünk Kuiper-övének jeges testei. A vízjég jelenléte elősegíti a bolygóképződést. A jeges anyagok végül a Föld-típusú bolygókra is „szállíthatók”, amelyek néhány százmillió év alatt kialakulhatnak az ilyen rendszerekben.”

A kutatók a JWST közeli infravörös spektrográfjával (NIRSpec) figyelték meg a HD 181327-et, amely a rendszer törmelékkorongjának külső részein a víz árulkodó kémiai nyomait mutatta ki.

A jóslatoknak megfelelően a rendszer vízjegének nagy része a külső törmelékgyűrűben található, tömegének több mint 20 százalékát téve ki. A Kuiper-övhöz hasonlóan a víz „ piszkos hógolyók” formájában van – jégből és finom porrészecskékből áll.

Minél közelebb vizsgálták a kutatók a csillagot, annál kevesebb vizet találtak. A korong szélétől félúton lévő anyagnak mindössze 8 százaléka jég, míg a rendszer közepe felé gyakorlatilag semmit sem észleltek. Ez valószínűleg a csillag ultraibolya sugárzásából származó párolgásnak köszönhető, bár az is lehetséges, hogy jelentős mennyiségű víz van kőzetekben és bolygómodellekben megkötve.

Mivel a vízjég nagymértékben befolyásolja a fiatal csillagok körüli bolygók kialakulását, az eredmények új lehetőségeket kínálnak a kutatók számára a Naprendszer fejlődését szabályozó folyamatok tanulmányozásában. Megerősítik azt is, amire a NASA Spitzer űrteleszkópja utalt, amikor 2008-ban megfigyelte ezt a rendszert.

„Amikor 25 évvel ezelőtt végzős hallgató voltam, a témavezetőm azt mondta, hogy jégnek kell lennie a törmelékkorongokban, de Webb előtt nem voltak elég érzékeny műszereink ahhoz, hogy ezeket a megfigyeléseket elvégezzük” – mondja Christine Chen, a Space Telescope Science Institute (STScI) csillagász társszerzője és a tanulmány társszerzője.

„A legszembetűnőbb az, hogy ezek az adatok hasonlóak a teleszkóp más, a Naprendszerünkben található Kuiper-öv objektumairól végzett korábbi megfigyeléseihez” – hívta fel a figyelmet.

Webb megfigyelései egy széles, pormentes rést is feltártak a csillag és törmelékkorongja között. A csillagtól távolabb a törmelékkorong hasonlít a Kuiper-övhöz, amelyet számtalan piszkos hógolyó és kisebb bolygó népesít be. Ezenkívül a Kuiper-övben továbbra is történnek ütközések, amit a csapat a HD 181327 esetében is észrevett.

„A HD 181327 egy nagyon aktív rendszer” – mondja Chen. „Rendszeres, folyamatos ütközések történnek a törmelékkorongjában. Amikor ezek a jeges testek ütköznek, apró poros vízjég-részecskéket bocsátanak ki, amelyek tökéletesen megfelelnek a Webb általi észlelésnek”.

Ezen megfigyelések birtokában a csillagászok továbbra is keresik a vízjég- és törmelékkorongokat, hogy azokat a JWST és más, következő generációs teleszkópok segítségével közelről megfigyelhessék, amelyek közül néhány hamarosan fel is áll – írja a Sciencealert.

Ezen aktívan formálódó bolygórendszerek tanulmányozása tájékoztatást nyújt a bolygóképződési modellekhez, és új megvilágításba helyezi a Naprendszerünk kialakulásának folyamatát.