علماء الفلك يجدون أدلة على ظهور الماء على الأرض قبل الشمس

جاكرتا - تمكن علماء الفلك مسلحين بمصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية / دون المليمترية (ALMA) ، من الكشف عن وجود الماء في النظام الشمسي قبل مليارات السنين من تشكل الشمس.

رأوا الماء على شكل غاز في القرص المكون للكوكب حول النجم الصغير V883 Orionis ، مع تركيبة كيميائية مشابهة جدا للمياه الموجودة في مذنب النظام الشمسي. قد تكون مذنبات مماثلة قد أرسلت المياه إلى الأرض القديمة.

V883 Orionis هو نجم أولي يقع على بعد حوالي 1,305 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الجبار ، ويحتوي على ما لا يقل عن 1,200 ضعف كمية المياه عبر محيطات الأرض.

ساعدت هذه الملاحظات الجديدة للنجوم الأولية علماء الفلك على اكتشاف الروابط المحتملة بين الماء في الوسط بين النجمي والماء في النظام الشمسي من خلال التأكد من أن لديهم تركيبات مماثلة.

"يمكننا اعتبار الممر المائي عبر الكون أثرا. نحن نعرف ما هي نقطة النهاية ، أي الماء على الكواكب والمذنبات ، لكننا نريد تتبع هذا المسار إلى حيث جاءت المياه "، قال عالم فلك في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) في المؤسسة الوطنية للعلوم والمؤلف الرئيسي للورقة ، جون توبين.

لتحقيق اكتشافاتهم ، يستفيد علماء الفلك من الحالات الشاذة الذرية النادرة. معظم جزيئات الماء هي زواج ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة.

ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، يتم استبدال إحدى ذرات الهيدروجين بذرة الديوتيريوم ، والتي تحتوي الهيدروجين النظيري على نيوترونات في نواتها. تعتبر نسبة نوعين من الماء بصمة كيميائية مهمة ، لأنها تعتمد على الظروف التي تتشكل فيها.

في السابق ، كنا قادرين على ربط الأرض بالمذنبات ، والنجوم الأولية بوسط بين النجوم ، لكننا لم نتمكن من ربط النجوم الأولية بالمذنبات. لقد غيرته V883 Orionis ، وأثبتت أن جزيئات الماء في هذا النظام وفي النظام الشمسي لدينا نسب ديوتيريوم وهيدروجين متشابهة ، "قال توبين.

وأضاف أن تكوين الماء في القرص يشبه إلى حد كبير المذنبات في نظامنا الشمسي. في ازدياد ، يبقى الماء كيميائيا دون تغيير عندما ينتقل من سحب الغاز بين النجوم ، إلى النظام الشمسي الجديد ثم إلى المذنبات.

عند توصيل الماء في قرص الكواكب الأولية ل V883 Orionis بالقرص في النظام الشمسي ، يقيس علماء الفلك تكوينه باستخدام المستقبلين ذوي الحساسية العالية للنطاق 5.6 مم) والنطاق 6 (1.3 مم) ALMA.

يلاحظون الإشعاع المنبعث من الماء في الفضاء أثناء اهتزازه. داخل الجليد ، الاهتزازات محدودة. ساعد Orionis V883 فريق توبين. انفجار دراماتيكي للطاقة من النجم يسخن القرص ، ويحول الماء من الجليد إلى غاز.

إذا كانت المذنبات هي المصدر الرئيسي لمياه الأرض ، فإن نتائج علماء الفلك تشير إلى أن معظم المياه على الأرض أقدم من النظام الشمسي نفسه.

ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت المذنبات تلعب دورا رئيسيا ، حيث أن محيطات الأرض لديها نسبة ديوتيريوم أقل من الهيدروجين مقارنة بالمياه التي لوحظت حول Orionis V883.

كشف توبين ، كان هناك تفسير. سواء كانت درجات الحرارة المرتفعة تقلل من هذه النسبة بمرور الوقت ، أو أن الأجسام التي تنقل الماء إلى الأرض لها نسبة أقل جوهريا حتى الآن.

وقد حددت دراسة أخرى الكويكب كآلية توصيل رئيسية ، حيث أن المذنبات مسؤولة فقط عن 1 في المائة من مياه الأرض.

في هذه الدراسة التي نشرت في مجلة Nature ، ذكر علماء الفلك أن توضيح دور الماء في تطوير المذنبات والكواكب مهم جدا لبناء فهم لكيفية تطور نظامنا الشمسي.

على الرغم من أنه يعتقد أن الشمس قد تشكلت في مجموعة كثيفة من النجوم وأن V883 Orionis معزول نسبيا بدون نجوم قريبة ، إلا أن كلاهما لهما تشابه واحد مهم ، يتشكل في السحب الجزيئية العملاقة.

من المعروف أن معظم الماء في الوسط بين النجوم على شكل جليد على سطح حبيبات الغبار الصغيرة في السحب. عندما تنهار هذه السحابة بسبب جاذبيتها وتشكل نجما شابا ، ينتهي الماء على القرص المحيط به ، "قال عالم الفلك في جامعة ليدن والمؤلف المشارك للورقة ، مارجوت ليمكر.

أخيرا ، قال ليمكر ، تطور القرص وتجلطت حبيبات الغبار الجليدي لتشكيل نظام شمسي جديد مع الكواكب والمذنبات ، كما نقلت ScitechDaily ، الأربعاء ، 15 مارس.

"لقد أظهرنا أن المياه المنتجة في السحب تتبع هذا المسار دون تغيير تقريبا. لذلك ، من خلال النظر إلى الماء في قرص Orionis V883 ، فإننا ننظر بشكل أساسي إلى الماضي ونرى كيف يبدو نظامنا الشمسي عندما يكون أصغر سنا ".

الخطوة التالية ، سيستخدم علماء الفلك التلسكوب الكبير للغاية (ELT) القادم وأداة التصوير والمطياف ELT (METIS) القادمة بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة لرؤية الأنظمة الشمسية الشابة الأخرى.

وفقا ل Leemker ، "سيعطينا هذا رؤية أكثر اكتمالا للجليد والغاز في القرص المكون للكوكب" ، كما استنتج.