Naukowcy odkryli, że co miesiąc w Mgławicy Oriona ulega zniszczeniu równowartość wody w ziemskich oceanach

Międzynarodowy zespół składający się z zachodnich astrofizyków Els Peters I Jana Cammy’egoW dysku planetotwórczym znajdującym się w jądrze Mgławicy Oriona odkryto zniszczenie i ponowne utworzenie się dużej ilości wody.

Odkrycie to było możliwe dzięki oryginalnemu, interdyscyplinarnemu podejściu, łączącemu obserwacje z Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) i obliczenia z zakresu fizyki kwantowej.

Badanie, będące częścią programu naukowego wczesnego uwalniania PDRs4All, było prowadzone przez… Uniwersytet Paryż-Saclay Doktorantka Marion Zanessi opublikowała dziś w Astronomia przyrodnicza.

PDR4All Jest to jeden z 13 programów naukowych wybranych przez NASA w celu zademonstrowania możliwości Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i skupiający międzynarodowe konsorcjum.

Els Peters

„To imponujące, że po zaledwie kilku pikselach obserwacji i skupieniu się na kilku liniach możemy odkryć, że co miesiąc paruje cały ocean wody” – powiedział Peters, współkierownik badania. PDRs4All i członek wydziału na Zachodni Instytut Badań Ziemi i Kosmosu. „To odkrycie opierało się na niewielkiej części naszych danych spektroskopowych. To ekscytujące, że mamy tak wiele danych do przetworzenia i nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, co jeszcze uda nam się znaleźć”.

Woda jest niezbędnym elementem do powstania życia w obecnym rozumieniu. Na Ziemi większość wody w naszych oceanach powstała na długo przed narodzinami Układu Słonecznego, w zimnych obszarach przestrzeni międzygwiazdowej, w temperaturze -250 stopni Celsjusza. Możliwe jest jednak, że część tej wody została zniszczona i odtworzona w wyższych temperaturach (100–500°C), gdy Układ Słoneczny był jeszcze jedynie dyskiem gazu i pyłu krążącym wokół naszego rodzącego się Słońca.

Aby zrozumieć tajemniczy proces recyklingu wody, międzynarodowy zespół astronomów skierował Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba na d203-506, dysk tworzący planety znajdujący się w Mgławicy Oriona, żłobku układów planetarnych. Intensywne promieniowanie ultrafioletowe wytwarzane przez masywne gwiazdy niszczy i odtwarza wodę w D203-506, co czyni ją prawdziwym laboratorium międzygwiezdnym.

Jana Cammy’ego

„Teleskop Jamesa Webba jest zdumiewająco potężny. W przypadku tego odkrycia nie mówimy o znalezieniu igły w stogu siana. To jest igła w stogu siana złożona z igieł” – powiedział Kami. Fizyka i astronomia Profesor i główny członek PDRs4All.

Skok kwantowy

We współpracy z ekspertami w dziedzinie dynamiki kwantowej z Kompleks Łączności Kosmicznej w Madrycie (Hiszpania) i Obserwatorium w Lejdzie (Holandia) okazała się kluczem do zrozumienia sposobu obserwacji powstawania i niszczenia cząsteczek znajdujących się w odległości ponad 1000 lat świetlnych.

Kiedy woda ulega zniszczeniu pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, uwalniana jest cząsteczka hydroksylowa, po czym następuje emisja fotonów, które docierają aż do Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. W sumie szacuje się, że co miesiąc równowartość całej wody w oceanach Ziemi ulega zniszczeniu i jest uzupełniana w układzie d203-506.

Ale na tym historia się nie kończy. Dzięki podobnemu mechanizmowi Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba odkrywa, że ​​hydroksyl, kluczowy związek pośredni w tworzeniu wody, jest również wytwarzany w dużych ilościach z tlenu atomowego. Możliwe, że niektóre wody tworzące oceany Ziemi przeszły taki cykl.

Po lewej i pośrodku: Mały dysk d203-506 zakopany w Mgławicy Oriona widziany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ©NASA/ESA/CSA/PDRs4All/Salomé. Po prawej: animacja pokazująca, jak obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba ujawniły powstawanie i niszczenie wody. © M. Zaneza