Vízpárára bukkantak a kutatók egy fiatal csillag körüli bolygókeletkezési korongban a chilei ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) rádiótávcső-hálózat segítségével. A víz, amellett, hogy a Földünkön ismert életformák számára elengedhetetlenül fontos, a bolygókeletkezés folyamatának alakításában is jelentős szerepet játszhat. Ám a csillagászoknak korábban nem sikerült megfigyelniük a vízpára térbeli eloszlását egyetlen hűvös, stabil gáz- és porkorongban sem, noha éppen ezek jelentik az ideális környezetet a távoli csillagok körül keletkező bolygók számára.

Az új felfedezés elképzelhetetlen lett volna az Európai Déli Obszervatórium (ESO) partnerségével a chilei Atacama-sivatagban működő ALMA rádiótávcső-hálózat nélkül. „Nem gondoltam, hogy óceánnyi vízpárára bukkanhatunk pont ott, ahol minden valószínűség szerint éppen egy bolygó van keletkezőben” – lelkendezik Stefano Facchini, a Milánói Egyetem csillagásza, a felfedezés részleteit a rangos Nature Astronomy szakfolyóiratban ismertető tudományos közlemény vezető szerzője. A megfigyelések szerint legalább háromszor annyi víz található a tőlünk 450 fényévre, a Bika csillagképben található HL Tauri nevű csillag bolygókeletkezési korongjának belső tartományaiban, mint amennyit a Föld összes óceánja együttesen tartalmaz.

A Földől 450 fényévre található fiatal HL Tauri csillag bolygókeletkezési korongja, és a korongban található vízpára. A vöröses árnyalatok a korong poranyagának már korábban is ismert eloszlását mutatják, míg a friss felfedezést jelentő vízpára eloszlását kék szín szemlélteti. A korong belső régióiban, ahol a legtöbb vízpára található, megfigyelhetünk egy sötét gyűrű alakú sávot, amiben feltételezhetően egy kialakulóban lévő bolygókezdemény kering. Forrás: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et al.

„Különösen figyelemre méltó, hogy nem csak a víz ottani jelenlétét tudtuk kimutatni, de a pára térbeli eloszlásáról is részletes képet rögzítettünk 450 fényév távolságból” – teszi hozzá a közlemény társszerzője, Leonardo Testi, a Bolognai Egyetem kutatója. A térbeli felbontás lehetővé teszi, hogy a csillagászok meghatározzák a korong különböző tartományaiban található víz mennyiségét.

A mérések révén a szakemberek jelentős mennyiségű vizet mutattak ki pontosan ott, ahol egy már korábban is megfigyelt rés található a HL Tauri korongjában. Az ilyen, a Szaturnusz gyűrűrendszerében is láthatóakhoz hasonló rések egy bolygókeletkezési korongban arra utalnak, hogy a csillagtól abban a távolságban éppen egy bolygó van kialakulóban. Ez a bolygókezdemény gyűjtötte magába a környező anyagot, és söpörte tisztára a pályája mentén húzódó sávot.

Ez a megfigyelés arra utal, hogy a víznek, túl azon, hogy beépül a keletkező égitest anyagába, befolyásolva annak kémiai összetételét, egyenesen segítő szerepe is lehet a bolygók létrejöttében. A korongot alkotó porszemcsék a keletkező bolygók alapvető építőkövei. Az egymásnak ütköző szemcsék összetapadhatnak, egyre nagyobb bolygócsírákat, majd bolygókat építve fel. A szakemberek úgy gondolják, hogy ahol a víz ki tud fagyni a porszemek felszínére, ott ez a jégbevonat hatékonyan segítheti az ütköző részecskék összetapadását, így előmozdítva a bolygókeletkezés összetett folyamatát. Így a vízben gazdag régiók ideális helyszínei lehetnek a bolygók létrejöttének. 

A távoli csillagok körüli bolygókeletkezési korongokban jelenlévő vízpára kimutatása a Föld felszínéről különösen nehéz feladat, hiszen saját légkörünk páratartalma nagyon zavarja az ilyen megfigyeléseket. Ezért volt szükség az ALMA távcsőrendszerre, ami a Föld egyik legszárazabb magaslati helyén, a chilei Atacama-sivatag Chajnantor-fennsíkján, 5000 m-es tengerszint feletti magasságban működik.

„Eredményeink rámutatnak, miként gyakorolhat hatást a víz jelenléte egy bolygórendszer fejlődésére. Hasonló folyamatok mehettek végbe 4,5 milliárd évvel ezelőtt itt, a saját Naprendszerünkben is” – zárja gondolatait Facchini.

Forrás: ESO