перехватываются молекулами той же самой воды в земной атмосфере.
Выход очевиден: чтобы «увидеть» воду, телескоп нужно выводить в космос. Первая систематическая попытка найти внеземную воду по спектральным наблюдениям была предпринята при помощи космического телескопа SWAS (1998–2004). И эта попытка оказалась, по сути, неудачной. Точнее, SWAS нашёл воду, но в количествах, на порядки уступавших предсказаниям тогдашних астрохимических моделей. Решение загадки оказалось простым: в холодной межзвёздной среде вода примерзает к пылинкам, образуя на них ледяные оболочки. Поэтому в межзвёздных молекулярных облаках искать нужно не газообразную, а твёрдую воду.
Если же есть желание всё-таки наблюдать излучение водяного пара, то смотреть нужно в окрестности звёзд, где из-за высокой температуры и интенсивного поля излучения ледяные мантии пылинок начинают испаряться. Среди объектов, потенциально богатых газообразной водой, особый интерес вызывают газопылевые диски у молодых звёзд, похожих на Солнце, поскольку их изучение позволит (как все надеются) пролить свет на раннюю эволюцию Солнечной системы, в том числе и конкретно на происхождение земных запасов воды.
Разобраться с их происхождением «на месте», то есть в Солнечной системе, пока не получается. В качестве основной привязки в подобных исследованиях используется содержание дейтерия (D) относительно водорода (H), в первую очередь в «полутяжёлой» воде (HDO/H2O). В земных океанах «водяное» отношение D/H составляет примерно 0,00016. Если мы оглянемся по сторонам и найдём объекты с таким же содержанием «полутяжёлой» воды, то можно будет считать, что именно благодаря столкновениям с этими объектами Земля и обогатилась влагой.
Определить отношение HDO/H2O удалось лишь в немногих телах Солнечной системы. Долгое время считалось, что поставщиками земной воды были кометы, однако, например, в знаменитых кометах Галлея, Хиакутаке, Хейла-Боппа отношение D/H оказалось в два раза больше, чем на Земле. Это как будто указывает, что кометы на роль разносчиков воды не годятся. С другой стороны, все эти кометы — пришельцы с дальних окраин Солнечной системы. В близких кометах ситуация может быть иной. Совсем недавно (статья опубликована в журнале
В общем, приходится признать, что толком проследить эволюцию воды в Солнечной системе, в частности пути её попадания на Землю, нам пока не удаётся. Впрочем, это и неудивительно: от героической эпохи формирования Земли и её соседок нас отделяют четыре с половиной миллиарда лет и замысловатая динамическая эволюция с неоднократным перебрасыванием вещества из центра системы к её границам и обратно.
В качестве альтернативы можно посмотреть на околозвёздные диски, где (как мы предполагаем) формирование планет либо едва стартовало, либо ещё даже и не начиналось. Именно поэтому среди всех наблюдательных программ телескопа «Гершель», посвящённых образованию звёзд и планет, больше всего времени было выделено проектам WISH (Вода в областях звёздообразования) и GASPS (Газ в протопланетных системах).
В рамках программы WISH первым объектом для поисков воды стал диск у звезды DM Тельца. Это довольно молодая система (её возраст составляет около 5 млн лет), в которой диск радиусом около 1000 астрономических единиц окружает небольшую звёздочку в половину солнечной массы. В этом диске, по наземным радионаблюдениям, зафиксировано наличие уже десятка молекул, поэтому логично было предположить, что и вода там тоже окажется. Однако на практике выяснилось, что хоть сколько-нибудь заметного излучения холодной воды в диске звезды DM Тельца «Гершель» не видит. Это означает, что водяного пара там, как минимум, в сотню раз меньше, чем предсказывают химические модели.
Да, тут нужно уточнить, что речь идёт именно о
Именно этой холодной воды в диске DM Тельца и не оказалось. Эдвин Бергин с коллегами, проводившие наблюдения, предположили, что отсутствие воды может быть признаком начавшегося образования планет. Вообще, вода попадает в газ диска при испарении ледяных мантий пылинок ультрафиолетовым излучением звезды. Если пылинки в системе уже начали расти (первый шаг к образованию планет), то гравитация заставляет их оседать к тёмной экваториальной плоскости диска и уносить с собою воду (всё ещё в виде льда) из области действия ультрафиолета.
А вот следующая звезда программы — TW Гидры — принесла противоположный результат: прекрасно различимые спектральные линии воды и соответственно вполне солидное её содержание. Масса
В чём именно причина такого различия, навскидку сказать сложно. Звезда TW Гидры старше, чем DM Тельца; её возраст оценивается в 10 млн лет. Казалось бы, последствия роста пылинок в виде оседания ледяных частиц в защищённую от ультрафиолета срединную область диска должны проявляться здесь сильнее. С другой стороны, чем сильнее растут пылинки, тем прозрачнее становится диск. Возможно, в диске TW Гидры из-за роста пылинок срединная область уже не так надёжно закрыта от УФ-излучения, и потому испарением охвачена гораздо большая доля объёма диска. Да и светит TW Гидры в ультрафиолете раза в два ярче, чем DM Тельца.
Во всяком случае, смело можно сказать, что пока получается интересно. Из двенадцати дисков, включённых в программу WISH, изучено два, и результаты... не то чтобы взаимоисключающие, но заставляют задуматься! Такое отличие всегда хорошо. Оно вселяет надежду, что на эволюцию воды в будущей планетной системе действует какой-то сильный фактор, который будет относительно легко расшифровать. Осталось дождаться результатов по оставшимся десяти дискам!
Голубятня-Онлайн
Голубятня: Будучи ТАМ