В дальнем космосе найдена снеговая линия

В иной звездной системе Южного полушария неба ученые исследовали структуру пылевого диска оранжевой звезды и выявили впервые следы снеговой линии. И это сходство с нашей родной планетной системой оказалось просто поразительным — снеговая линия отдалена от светила в созвездии Гидры практически на то же расстояние, как и в нашей Солнечной системе.

Это удалось сделать коллективу астрономов под руководством Ци Чунь Хуа (Chunhua Qi) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США), используя мощную современную систему массива радиотелескопов ALMA. Ученые исследовали молодое звездное скопление TW Гидры в одноименном созвездии, возраст звезд — примерно 5-10 миллионов лет. Следует заметить, что само созвездие Гидры встречается еще в знаменитом "Альмагесте" Птолемея. В его названии воплощен образ Лернейской гидры, с которой Геракл сражался, совершая свой второй подвиг. Внимание астрофизиков привлекла молодая оранжевая звезда, расстояние от нее до Земли составляет 176 световых лет.

Оборудование массива ALMA позволяет различать границы снеговых линий — для разных веществ границы снеговых линий различны, поскольку температуры фазовых переходов различны. Выявленная снеговая линия во внутреннем пылевом диске оранжевой звезды, простирающемся от 4,5 до 30 а. е. от нее, отделяет пылевые частицы, на которых сконденсирован замерзший угарный газ СО, от лишенных такого покрытия ближних частей диска. Этот конденсат, условный "снег", обеспечивает слипание частиц, стимулируя их укрупнение, тем самым способствуя процессу планетообразования.

Читайте также: Почему Земля стала такой сухой?

Снеговые линии в планетных системах (в нашей Солнечной системе в том числе) образуют подобие концентрических колец. Водная снеговая линия в нашей Солнечной системе проходит в главном поясе астероидов, там температура на освещаемой поверхности тел соответствует конденсированной фазе воды, то есть становится ниже нуля. Далее проходит снеговая линия углекислого газа, затем метана и, наконец, угарного газа.

Последняя в нашей системе находится примерно на орбите Нептуна. Эти разделы снеговых линий определяют характерные отличия сформировавшихся в концентрических пространствах планет. Планеты земного типа, ближние к Солнцу, в том числе и наша Земля (хотя на ней есть достаточное, но совсем не избыточное количество воды), а также Марс — сформировались при дефиците водного льда, Меркурий и Венера теперь совсем лишены воды, очень мало обводнены породы Марса и Луны, у Земли гидросфера умеренная.

Газовые гиганты Юпитер и Сатурн имеют сверхплотные и сверхглубокие атмосферы, давящие на слой металлического водорода в глубинах планет. На снеговой линии угарного газа сформировались планеты скорее льдистые, а не газовые гиганты — это Нептун и Уран. И вот именно эту снеговую линию ALMA обнаружил вокруг оранжевого светила в скоплении TW Гидры.

Приоритет обнаружения снеговой линии угарного газа сообщении руководителя работ Ци Чунь Хуа: "Радиотелескопы ALMA впервые показали нам реальную картину снеговой линии вокруг юной звезды, которая особенно интересна тем, что информирует нас о самом раннем периоде в истории Солнечной системы. Теперь мы можем понять ранее скрытые детали, касающиеся замороженных внешних рубежей другой планетной системы, похожей на Солнечную систему".

Снеговая линия угарного газа — это возможность появления (с помощью замерзшего угарного газа) метанола. С помощью этого вещества, потенциально очень важного для образования более сложных органических молекул, может возникать органическая жизнь, совершенствуя вначале молекулы, а затем и формы органической жизни.

Есть теория, согласно которой именно кометы принесли на Землю большое количество таких готовых органических молекул из отдаленных пределов орбиты Нептуна или даже более отдаленных расстояний, и это способствовало возникновению жизни на Земле. До сих пор исследовать снеговые линии не удавалось, потому что они формируются вблизи неудобной для наблюдений, узкой центральной части протопланетного диска. Веществом-маркером оказалось соединение N₂H+, оно ярко светится в миллиметровом диапазоне приема ALMA, являясь доступным для радиотелескопов.

Читайте также: Кометы возле Кита совсем разбушевались

Но при химическом взаимодействии угарного газа с такой молекулой последняя легко разрушается, поэтому ее обнаружение возможно только при условии, что угарный газ CO связан и не активен. То есть он должен быть скорее всего просто заморожен! Таким образом, выявленное ноу-хау наблюдений по снеговой линии пригодно для других планетных систем в космосе. Кроме того, было установлено, что ближе 30 а. е. от оранжевой звезды в TW Гидры соединения N₂H+ нет, а дальше оно явственно имеется. Это означает предел расположения снеговой линии, как в Солнечной системе, так и у далекой оранжевой звезды.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Последние новости на сегодня, 5 августа 2013 года