Webbův dalekohled poprvé našel vodní led u vzdálené hvězdy
Astronomové poprvé s jistotou odhalili krystalický vodní led v okolí mladé hvězdy. Jde o klíčový důkaz pro pochopení vzniku planet i přenosu vody a možná i života ve vesmíru.
Astronomové využili špičkový přístroj NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) na palubě Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) a potvrdili přítomnost krystalického vodního ledu v prachovém disku kolem hvězdy HD 181327. Ta se nachází 155 světelných let od Země a svou velikostí i typem se podobá našemu Slunci – i když je o něco hmotnější, mladší a žhavější.
Špinavé sněhové koule
Už v roce 2008 naznačovala data z dnes již vyřazeného dalekohledu Spitzer, že by se v tomto systému mohl nacházet led. Ale až Webbův dalekohled byl schopen poskytnout spektrální data dostatečně citlivá na to, aby led definitivně identifikoval. A nejen to – nejedná se o obyčejný amorfní led, ale o krystalický led, podobný tomu, který známe například z prstenců Saturnu nebo těles v Kuiperově pásu.
Jde o zcela zásadní objev, na který astronomové čekali celá desetiletí. „Když jsem byla doktorandkou před 25 lety, můj školitel mi říkal, že by v těchto discích mohl být led,“ říká spoluautorka studie Christine Chenová z Space Telescope Science Institute. „Ale až nyní máme přístroje dostatečně citlivé, abychom ho skutečně detekovali.“
Zmrzlá voda se v disku kolem HD 181327 nevyskytuje samostatně. Je spojená s jemnými prachovými částicemi – dohromady tvoří mikroskopické „špinavé sněhové koule“, jak je popisují vědci.
Mladý systém s velkou dynamikou
Hvězda HD 181327 je mladá – podle vědců zhruba 23 milionů let, což je v porovnání se Sluncem (4,6 miliardy let) učiněné hvězdné mládě. Okolo ní obíhá rozsáhlý prachový disk, podobný pásu těles za Neptunem v naší Sluneční soustavě. Vědci pozorovali i výraznou mezeru mezi hvězdou a diskem, tedy oblast bez prachu, která může ukazovat na přítomnost vznikající planety.
Pozorování ukazují, že tento disk je extrémně aktivní – dochází v něm ke kolizím ledových těles, které při srážkách uvolňují prach a ledové částice. A právě tyto miniaturní částečky jsou ideální pro detekci Webbem.
Voda není v disku rozprostřena rovnoměrně. Vědci zjistili, že na okraji disku (nejdále od hvězdy) tvoří voda více než 20 % materiálu. V prostřední části disku klesá podíl na asi 8 % – zde ubývá vody a vzniká led. Nejblíže hvězdě už prakticky žádný led není. Ultrafialové záření ho pravděpodobně odpařuje, nebo je uzavřen uvnitř větších těles (tzv. planetesimál), které Webb nevidí.
Proč je led tak důležitý? Led je klíčový pro vznik obřích planet. Navíc může fungovat jako „dopravce“ vody ke skalnatým planetám – podobně jako tomu mohlo být na Zemi díky kometám. Tento objev otevírá nové možnosti, jak sledovat vznik planetárních systémů v celé naší galaxii.
„Přítomnost vodního ledu výrazně napomáhá formování planet,“ říká hlavní autor studie Chen Xie z Univerzity Johnse Hopkinse. „A ledové materiály mohou být přeneseny až k planetám typu Země, které se teprve formují.“
