|
Вода образуется в протопланетном диске перед рождением звезды
|
|
|
|
Газ и пыль сжимаются, чтобы образовать звезду. Внутри вращающегося диска из обломков материи, оставшихся после рождения светила, идет похожий процесс – небольшие пылинки, в том числе покрытые льдом, начинают слипаться. Это момент, когда закладывается основа запасов воды системы и формируются процессы, управляющие ее движением. Вместе с тем это время, о котором нам известно очень мало.
|
|
|
|
Если вода образуется в протопланетном диске перед рождением звезды, то этот механизм должен быть одинаковым для большей части планетарных систем. Воды в таком случае в этих системах будет более чем достаточно для образования нескольких обитаемых планет. Однако вода может разрушаться в процессе рождения светила, и тогда богатые водой системы, как Солнечная, могут оказаться редкими.
|
 |
| Для изучения водного состава молодых или еще не родившихся планетарных
систем хорошо подходит радиоинтерферометр ALMA и другие подобные аппараты,
пусть с меньшей эффективной апертурой. Главное – работа в радиодиапазоне,
что позволяет проникать вглубь пыли, как радаром, для поиска рождающихся
миров. «Один из главных вопросов в рождении планет – их начальное место
в протопланетном диске, – говорит сотрудница Лейденского университета Эдвина
ван Дишок. – Наше моделирование показывает, что вода образуется на поверхности
пылинок перед их слипанием в планетезимали, и при попадании таких же ледяных
пылинок в протопланетный диск извне вода сохраняется, при строительстве
базы в такой области космоса потребуются изоляторы изоспан.
Однако наблюдательных подтверждений этому предположению практически нет».
|
|
|
|
История жизни на Земле неразрывно связана с историей воды. Занесенная на планету астероидами и кометами (и перед этим скорее всего в основном потерянная во время образования самой планеты и рождения Луны) вместе с органическими соединениями, вода позволила родиться жизни. Однако даже для собственной планеты и планетарной системы наши знания об истории воды мизерны. Изучение других систем может пролить свет на историю нашей собственной. Телескоп Кеплер, прежде чем выйти из строя, открыл 2700 кандидатов в экзопланеты. Среди них есть небольшое число планет, немного превышающих Землю массой и размером. Эти миры могут быть даже приятнее для жизни, чем Земля, благодаря способности удерживать более плотную атмосферу. Обнаружение воды на этих планетах, правда, пока невозможно. Есть шанс, что это сможет сделать космический телескоп нового поколения, названный в честь Джеймса Уэбба. Он должен быть запущен в 2018 году, но какой крупный космический проект сейчас обходится без задержек? Телескоп сможет обнаружить воду в инфракрасном диапазоне, то есть если она будет горячей – например, на только что родившейся раскаленной планете. Холодная вода, которой богаты главные резервуары планетарных систем – аналоги пояса Койпера и облака Оорта – будет недоступна телескопу. Однако сведения об этой воде можно надеяться найти в архивных данных уже списанного телескопа Гершель.
|
|
|
|
Поиски воды разной температуры необходимы для выявления разных этапов в образовании и эволюции потенциально обитаемых планет. Поначалу вода должна быть представлена только льдом, замерзшим на пылинках перед рождением звезды. После образования звезды ее излучение и ударные волны, сотрясающие протопланетный диск, оказывают мало влияния на этот лед, если только он не оказывается во внутренней части диска.
|
|
|
|
Уже удалось увидеть воду в двух критических областях протопланетных дисков близких звезд – в дальних, ледяных просторах с помощью Гершеля и в ближних регионах диска с помощью Спитцера, хотя при этом разогретая вода в основном находилась на двух плоскостях диска, тогда как в его толще вода нагревается не так эффективно. Наиболее интересна, к сожалению, пока хуже изученная средняя область диска, где рождаются небольшие твердые планеты и находится запас теплой воды.
|
|
|
|
Эта теплая, жидкая вода не только является запасом для будущих океанов, но также может действовать как клей при слипании частичек в планеты. Это может объяснить запас воды на Земле, не прибегая к усиленной бомбардировке астероидами и кометами. Вода, заключенная в минералах, могла пережить расплавление планеты при рождении Луны, ведь она же присутствовала и при образовании самой планеты, когда ее температура была еще больше. Вполне возможно, что оба источника воды – внешний и внутренний – внесли свой вклад в современные океаны Земли.
|
|
|
|
В пользу комет, правда, говорит изотопный анализ воды Земли и комет. На Земле отношение числа изотопов тяжелого водорода дейтерия и его обычного изотопа выше, чем у Солнца и внутренних тел Солнечной системы. При этом кометы имеют почти такое же отношение. В частности, очень похожа на земную вода кометы Хартли 2, изученной вблизи аппаратом Deep Impact. Однако этого факта недостаточно для уверенных выводов. Нужно узнать больше об изотопном составе комет, других далеких тел, объектов главного пояса. Даже в случае детального изучения этого аспекта истории Солнечной системы мы будем иметь представление лишь об одной системе.
|
|
|
|
Открытие сверхземель должно расширить область изучения истории воды. Мы считаем нашу планету водным миром, но всего 0.2 процента ее массы приходится на долю воды – запасенной океанах и заключенной в минералах и мантии. Благодаря мощной гравитации сверхземли могут удержать намного больше воды.
|
|
|
|
http://www.cosmos-journal.ru/articles/2452/
|
