Gökbilimciler Suyun Kökenini Güneşten Öncesine Kadar İzlediler : ScienceAlert

Dünya’dan 1300 ışık yılı uzaktaki bir yıldız, Güneş Sistemi’nin en iyi korunan sırlarından birini açığa çıkarmış olabilir.

Adı V883 Orionis, bir gün birleşerek yörüngedeki gezegenleri oluşturacak devasa bir malzeme diskiyle çevrili genç bir yıldız. Bilim adamlarının, yabancı bir dünyanın parçası olmaya mahkum diğer tüm toz ve gazlarla birlikte dönen su buharını kesin olarak saptadıkları yer bu disktedir.

Bu, Güneş Sistemi’nin suyunun – şu anda Dünya’da bulunanlar dahil – Güneş’in doğduğu gazlı beşikte bulunduğunu gösteriyor; sadece Dünya’dan önce değil, Güneş’ten önce de burada olduğunu ve gezegenimizin büyümesine yardımcı olduğunu.

“Artık Güneş Sistemimizdeki suyun kökenlerinin Güneş’in oluşumundan öncesine kadar izini sürebiliyoruz.” astronom John Tobin diyor ABD Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nden.

Su, Evren’de oldukça yaygındır, ancak özellikle Dünya, onsuz aynı “soluk mavi nokta” olmazdı. Gezegenin yüzeyinin etrafında kıvrılır, atmosfere buhar olarak nüfuz eder, gökten düşer. Bize oldukça sıradan geliyor ama onsuz yaşayamayız; neredeyse tüm yaşamdaki kimyasal süreçler bunu gerektirir.

Aynı zamanda gezegen oluşumunda önemli bir bileşendir. Yıldızlar uzaydaki toz ve gaz bulutlarından doğarlar; yoğun bir yığın yerçekimi altında çöker ve dönerek etrafındaki buluttan daha fazla malzeme biriktirmeye başlar ve bu da bebek yıldızı besleyen bir diske dönüşür.

Yıldızın büyümesi bittiğinde, gezegen sisteminin diğer tüm özellikleri diskten geriye kalanlardan oluşur. Toz taneleri elektrostatik olarak birbirine yapışarak, nesne yerçekiminin üstesinden gelmesi için yeterince büyük olana kadar daha büyük kümeler oluşturur.

Su oynadığı düşünülmektedir bu süreçte önemli rol; kar çizgisi olarak adlandırılan su buharının donduğu noktanın ötesinde, toz tanelerini buz gibi kaplar ve onlara bir ek yapışkanlık bu, gezegen büyümesinin ilk aşamalarında parçacıkların birbirine yapışmasına yardımcı olur.

Hidrojenin izotoplarına dayanarak suyun nerede ve nasıl oluştuğunu ölçebiliriz. Normal hidrojenin çekirdeğinde nötron yoktur. Döteryum olarak da bilinen ağır hidrojenin çekirdeğinde bir nötron bulunur. Ağır hidrojen içeren su molekülleri ağır su olarak bilinir ve normal sudan farklı koşullar altında oluşur.

Burada, Dünya’da suyun bir kısmının kuyruklu yıldızlara kadar izini sürebiliriz çünkü su-ağır su izotop oranları benzerdir. Bu, suyun kuyruklu yıldızlarda ve asteroitlerde bağlanabileceğini ve gezegen cisimlerine iletilebileceğini düşündürür. Ancak suyun kuyruklu yıldızlara nasıl girdiği henüz tam olarak açıklanamamıştı. Tobin ve ekibi şimdi V883 Orionis’i inceleyerek bu boşluğu doldurdu.

“Suyun Evrendeki yolunu bir iz olarak düşünebiliriz. Gezegenlerdeki ve kuyruklu yıldızlardaki su gibi uç noktaların neye benzediğini biliyoruz, ancak bu izi suyun kökenlerine kadar izlemek istedik.” Tobin diyor.

“Şimdiye kadar, Dünya’yı kuyruklu yıldızlara ve protostarları yıldızlararası ortama bağlayabiliyorduk, ancak protostarları kuyruklu yıldızlara bağlayamıyorduk. V883 Ori bunu değiştirdi ve o sistemdeki ve Güneş Sistemimizdeki su moleküllerinin bir etkisi olduğunu kanıtladı. döteryum ve hidrojenin benzer oranı.”

Yıldız o kadar genç ki hala büyüyor ve etrafı kocaman bir diskle çevrili. Araştırmacılar, bu disk tarafından yayılan ışığı inceleyerek, su buharının spektral imzasını tanımlayabildiler; daha da iyisi, hidrojen izotop oranlarını belirlediler.

“V883 Orionis bu durumda eksik halka” Tobin diyor.

“Diskteki suyun bileşimi, kendi Güneş Sistemimizdeki kuyruklu yıldızlarınkine çok benzer. Bu, gezegen sistemlerindeki suyun milyarlarca yıl önce, Güneş’ten önce, yıldızlararası uzayda oluştuğu fikrinin doğrulanmasıdır. hem kuyruklu yıldızlar hem de Dünya tarafından miras alındı, nispeten değişmedi.”

V883 Orionis’i bu kadar özel yapan şey, hızlı bir büyüme patlaması yaşıyor olması, yani geçici olarak normalden daha sıcak olması. Protostarların etrafındaki birikim disklerindeki suyun çoğu donmuştur ve sadece yıldızın yakınında, ayırt edilmesi zor olan yerde buhar olarak bulunur. Ancak V883 Orionis’in etkinlik patlaması, kar çizgisini dışarı itti yıldızdan normalden çok daha uzak bir noktaya; bu kar çizgisinden daha yakın olan herhangi bir su buhardır.

Buharı saptamak ve analiz etmek buzdan çok daha kolay, bu nedenle araştırmacılar V883 Orionis’in diskindeki suyun izotopik bileşimini güvenli bir şekilde ölçebildiler ve miktarını belirleyebildiler. V883 Orionis’in etrafında buhar olarak sürüklenen Dünya okyanuslarının hacminin 1.200 katından fazlası var.

Bulgular, bir gezegen sistemindeki tüm suyun neredeyse doğrudan yıldızının doğduğu bulutlardan geldiğini gösteriyor.

“Disklerin, suyu doğrudan yıldız oluşturan buluttan miras aldığı ve bu suyun, önemli kimyasal değişim olmaksızın kuyruklu yıldızlar gibi büyük buzlu cisimlere dahil olduğu sonucuna vardık.” araştırmacılar makalelerinde yazıyor.

“Suyun Dünya’daki belirli dağıtım mekanizması (kuyruklu yıldızlar ve/veya asteroitler) tartışılmaya devam etse de, [hydrogen isotope ratio] V883 Ori’de bulunan, Güneş Sistemimizdeki su moleküllerinin Güneş’in oluşumundan önce soğuk yıldızlararası ortamdan kaynaklandığının kanıtıdır. Bu nedenle, genç gezegen oluşturan disklere yönelik uzamsal olarak çözülmüş su gözlemleri, su rezervuarını ve karasal gezegenlerin oluşumunu bağlamada çok önemlidir.”

Araştırma yayınlandı Doğa.