|
Вода образовалась на миллиарды лет раньше
|
|
|
|
Хотя она занимает 70% поверхности нашей планеты, ученые до сих пор не все согласны с тем, откуда на самом деле берется вода на Земле. Теперь исследователи утверждают, что обнаружили происхождение воды в самые ранние моменты существования Вселенной.
|
|
|
|
По мнению ученых из Портсмутского университета, вода впервые образовалась в обломках взрывов сверхновых через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Эти данные свидетельствуют о том, что ингредиенты для жизни на Земле появились на миллиарды лет раньше, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Используя компьютерное моделирование, исследователи показывают, что вода могла образоваться, когда самые первые звезды во Вселенной умерли и превратились в сверхновые.
|
|
|
|
Поскольку кислород, образовавшийся в результате этих взрывов, охлаждался и смешивался с окружающим водородом, в скоплениях оставшегося материала смогла образоваться вода.
|
|
|
|
Эти плотные пылевые ядра также являются наиболее вероятным источником материала, из которого впоследствии образовались первые планеты.
|
|
|
|
|
|
|
В своей статье доктор Дэниел Уэйлен (Daniel Whalen) и его соавторы пишут: "Помимо того, что мы обнаружили, что основной ингредиент для жизни уже существовал во Вселенной через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва, наше моделирование показывает, что вода, вероятно, была ключевым компонентом первых галактик".
|
|
|
|
Вода, имеющая химическую формулу H2O, состоит из двух компонентов: водорода и кислорода.
|
|
|
|
Водород образовался вместе с другими легкими элементами, такими как гелий и литий, в первые несколько минут после Большого взрыва, когда море перегретых частиц остыло и собралось в атомы.
|
|
|
|
Однако атомы кислорода настолько велики, что они не могут образоваться таким образом.
|
|
|
|
Вместо этого кислород и другие тяжелые элементы должны были образовываться в результате ядерных реакций, происходящих в звездах.
|
|
|
|
Примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва, около 13,7 миллиарда лет назад, облака первичного водорода и гелия собрались вместе под действием силы тяжести.
|
|
|
|
По мере того как они становились плотнее, давление в ядре в конце концов стало настолько велико, что запустило реакции ядерного синтеза, которые превратили газовые облака в звезды и принесли первый свет в космос.
|
|
|
|
В конце концов, эти звезды исчерпали свои запасы водородного топлива и разрушились сами по себе, вызвав появление огромных сверхновых.
|
|
|
|
Ненадолго достигнув температуры около 1 000 000 000°C (1 800 000 000°F), эти взрывы расплавили сырье из атомов водорода и гелия в более крупные молекулы, включая кислород.
|
|
|
|
В своей статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, исследователи смоделировали, что произойдет после двух взрывов сверхновых - один из которых произойдет от звезды, масса которой в 13 раз превышает массу Солнца, а второй - от звезды, масса которой в 200 раз превышает массу Солнца.
|
|
|
|
Это моделирование показало, что при взрыве первой и второй сверхновых образовалось 0,051 солнечной массы кислорода и 55 солнечных масс кислорода соответственно.
|
|
|
|
После взрыва облако водорода и кислорода выбрасывается в огромное гало, окружающее остатки звезды, где они начинают превращаться в воду.
|
|
|
|
Поначалу из-за низкой плотности ореола уровень воды остается довольно низким, но по мере того, как ореол начинает слипаться под действием силы тяжести, уровень воды начинает резко повышаться.
|
|
|
|
Через 30-90 миллионов лет сверхновая меньшего размера произвела количество воды, эквивалентное одной стомиллионной или одной миллионной массы Солнца.
|
|
|
|
Второй, более крупный взрыв, тем временем, всего за 3 миллиона лет произвел 0,001 массы воды на Солнце.
|
|
|
|
Если эта вода смогла пережить бурный процесс формирования галактик, то она могла быть одним из ключевых компонентов первых галактик.
|
|
|
|
Что делает это открытие особенно интересным, так это то, что оно может объяснить, как вода попала на пригодные для жизни планеты, такие как Земля.
|
|
|
|
Плотные "ядра молекулярных облаков", в которых в наибольшем количестве образуется вода, являются вероятным источником протопланетных дисков, клубящихся облаков пыли, которые в дальнейшем образуют планеты, и звезд с малой массой, таких как наше Солнце.
|
|
|
|
В некоторых из этих дисков уровень воды может быть почти таким же высоким, как и в любом другом месте Вселенной сегодня.
|
|
|
|
Исследователи пишут: "Эти диски были бы сильно обогащены первичной водой, их массовая доля была бы в 10-30 раз больше, чем в диффузных облаках в Млечном Пути в ядре сверхновой CC, и лишь в несколько раз меньше, чем в Солнечной системе сегодня".
|
|
|
|
Большое количество воды и высокая вероятность образования звезд с малой массой повышают вероятность того, что планеты с жидкой водой могли образоваться после тех первых взрывов сверхновых.
|
|
|
|
Это означает, что ключевое условие для возникновения жизни могло быть выполнено на миллиарды лет раньше, чем предполагали ученые ранее.
|
|
|
|
Источник
|
