Το μισό νερό της Γης σχηματίστηκε πριν γεννηθεί ο ήλιος
Καλά νέα για τους κυνηγούς εξωγήινης ζωής:Το νερό μπορεί να είναι πιο διαδεδομένο στα πλανητικά συστήματα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Μια ομάδα ερευνητών που μελετά την προέλευση του νερού στο ηλιακό μας σύστημα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι έως και το μισό από αυτό σχηματίστηκε πριν γεννηθεί ο ίδιος ο ήλιος - δηλαδή στο σύννεφο σκόνης και αερίου που ήταν ο πρόγονος του ηλιακού μας συστήματος. Εάν το νερό μπορεί να σχηματιστεί σε αφθονία σε τέτοια σύννεφα, τότε μπορεί να βρεθεί παντού.
Το ηλιακό μας σύστημα είναι γεμάτο νερό. Εκτός από τη Γη, νερό βρίσκεται στο φεγγάρι, στον Άρη, στον Ερμή, στους κομήτες και στα παγωμένα φεγγάρια των γιγάντιων πλανητών. Αλλά από πού προήλθε; Είναι γνωστό ότι το νερό σχηματίζεται στα σύννεφα αερίου και σκόνης του διαστρικού μέσου (ISM) από το οποίο συγχωνεύονται τα πλανητικά συστήματα, αλλά καταστρέφεται όταν ο νεοσχηματισμένος ήλιος αρχίζει να αντλεί θερμότητα και φως, για να σχηματιστεί ξανά αργότερα; Ή μήπως αυτό το αρχέγονο νερό επιβιώνει από το σχηματισμό άστρων και παραμένει γύρω μας σήμερα;
Για να απαντήσει σε αυτή την ερώτηση, μια ομάδα με επικεφαλής τον αστρονόμο L. Ilsedore Cleeves του Πανεπιστημίου του Michigan, Ann Arbor, επικεντρώθηκε στο δευτέριο, μια βαριά μορφή υδρογόνου που δημιουργήθηκε στη μεγάλη έκρηξη μαζί με το κανονικό υδρογόνο. Υπάρχουν περίπου 26 άτομα δευτερίου για κάθε εκατομμύριο άτομα υδρογόνου σε όλο το σύμπαν, αλλά είναι έξι φορές πιο διαδεδομένο στο νερό στη Γη και σε άλλα σώματα του ηλιακού συστήματος. Οι επιστήμονες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι όταν σχηματίστηκε το νερό, η αντίδραση που δημιουργούσε πλούσιο σε δευτέριο "βαρύ νερό" ήταν ελαφρώς ταχύτερη από εκείνη που δημιουργούσε κανονικό νερό, επομένως η αναλογία δευτερίου στο νερό αυξήθηκε.
Αλλά αυτός ο εμπλουτισμός του δευτερίου συμβαίνει μόνο υπό ορισμένες συνθήκες:Πρέπει να είναι πολύ κρύο (μόνο μερικές δεκάδες μοίρες πάνω από το απόλυτο μηδέν), συν ότι χρειάζεστε οξυγόνο και κάποιο είδος ιονίζουσας ακτινοβολίας για να ξεκινήσει η αντίδραση. Όλα αυτά τα πράγματα είναι διαθέσιμα στο ISM. Η ιονίζουσα ακτινοβολία εκεί είναι κοσμικές ακτίνες, σωματίδια από μακρινές πηγές που διασχίζουν το διάστημα με μεγάλη ταχύτητα. Και οι αστρονόμοι παρατήρησαν νερό στο ISM που είναι πολύ εμπλουτισμένο σε δευτέριο, οπότε θα μπορούσε να είναι πηγή νερού του ηλιακού συστήματος.
Ωστόσο, υπάρχει ένα ερωτηματικό για το αν αυτό το διαστρικό νερό θα μπορούσε να επιβιώσει από τη βία της γέννησης του ήλιου. Για να το ανακαλύψουν, η Cleeves και οι συνεργάτες της προσπάθησαν να προσδιορίσουν εάν οι ίδιες αντιδράσεις σχηματισμού νερού θα μπορούσαν να έχουν συμβεί μετά τον σχηματισμό του ήλιου, στον πρωτοπλανητικό δίσκο αερίου και σκόνης από τον οποίο σχηματίζονται οι πλανήτες. Ένας τέτοιος δίσκος θα προσφέρει χαμηλές θερμοκρασίες και παροχή οξυγόνου όπως ακριβώς κάνει το ISM, αλλά θα υπήρχε αρκετή ιονίζουσα ακτινοβολία;
Η ομάδα κατασκεύασε ένα λεπτομερές μοντέλο των χημικών διεργασιών που δημιουργούν νερό σε έναν πρωτοπλανητικό δίσκο. Μεγάλο μέρος των κοσμικών ακτίνων εμποδίζεται από το μαγνητικό πεδίο του νεαρού άστρου και τα σωματίδια που ρέουν έξω από το αστέρι, αλλά υπάρχουν και άλλες πηγές ακτινοβολίας:ακτίνες Χ από το αστέρι και βραχύβια ραδιονουκλεΐδια στο δίσκο. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στο διαδίκτυο σήμερα στο Science , αυτές οι πηγές ακτινοβολίας απλώς δεν παράγουν βαρύ νερό αρκετά γρήγορα. "Διαπιστώσαμε ότι το βαρύ νερό δεν σχηματίστηκε σε αφθονία για ένα εκατομμύριο χρόνια", λέει ο Cleeves.
Στην πραγματικότητα, η ομάδα εκτιμά ότι έως και το 50% του νερού που βρίσκεται τώρα στη Γη μπορεί να υπήρχε πριν από τη γέννηση του ήλιου πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Και αυτά είναι καλά νέα για άλλα πλανητικά συστήματα. Οι συνθήκες στο ISM είναι πολύ πιο ομοιόμορφες στο διάστημα από εκείνες στους πρωτοπλανητικούς δίσκους, επομένως είναι πιθανό να υπάρχει παντού νερό που περιμένει να σχηματιστούν πλανήτες. "Καθώς ο αριθμός των επιβεβαιωμένων πλανητικών συστημάτων αυξάνεται, είναι καθησυχαστικό ότι… νερό είναι διαθέσιμο", λέει ο Cleeves.
"Αυτό είναι ένα πολύ ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Το συζητάμε εδώ και χρόνια, αν οι πάγοι έχουν ή όχι διαστρική κληρονομιά", λέει η αστροφυσικός Karen Willacy του Εργαστηρίου Jet Propulsion της NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια. Λέει ότι άλλες ομάδες προσπάθησαν να μοντελοποιήσουν την κατάρρευση των νεφών στο ISM σε πλανητικά συστήματα για να δουν αν ο πάγος θα επιβιώσει, αλλά «με διάφορα αποτελέσματα, που δεν συμφωνούν πάντα», λέει ο Willacy. "Αυτή είναι πολύ πιο απλή προσέγγιση, χρησιμοποιώντας απλώς τη χημεία που είναι καλά κατανοητή."
