Vedci možno zistili, ako sa na Zem dostala voda. 370 svetelných rokov od nás našli silnú stopu

Pôvod vody na našej planéte patrí medzi najväčšie a najdlhšie diskutované záhady modernej vedy. Na Zemi pokrývajú oceány obrovskú časť povrchu, no doteraz nebolo úplne jasné, či sa voda uvoľnila priamo z rozžeraveného vnútra formujúcej sa planéty, alebo ju sem dopravili ľadové asteroidy a kométy z vonkajších okrajov slnečnej sústavy.

Najnovší výskum publikovaný v prestížnom vedeckom časopise Nature Communications prináša silný dôkaz v prospech druhej teórie. Tím vedcov pod vedením Aline Novais z univerzity vo švédskom Lunde zameral svoju pozornosť na hviezdny systém PDS 70, ktorý sa nachádza približne 370 svetelných rokov od nás. Tento systém funguje ako unikátne kozmické laboratórium, v ktorom môžeme priamo sledovať procesy prebiehajúce v ranej fáze vývoja planetárnych sústav.

Pozorovania odhalili prítomnosť sublimujúcich exokomét, ktoré neustále zásobujú vnútorné časti systému prchavými látkami vrátane vody. Podobné fascinujúce objavy ukazujú, aká dynamická a prepojená je celá astrofyzika, pričom vedci robia pokroky aj v iných oblastiach, ako keď vedci odhalili tajnú zbraň jedovatých hadov pri medicínskom výskume.

Pohľad do detstva planetárneho systému

Hviezda PDS 70 je mimoriadne mladá, má iba približne 5,5 milióna rokov. V astronomickom meradle ide o úplné novorodeniatko, ktoré ešte ani nedosiahlo hlavnú postupnosť svojho hviezdneho vývoja. Systém je známy tým, že v ňom astronómovia pomocou prístrojov na Európskom južnom observatóriu (ESO) priamo odfotografovali dve formujúce sa obrie planéty, označené ako PDS 70b a PDS 70c.

Vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST) navyše pred časom vo vnútornom disku systému detegoval stopy vodnej pary. Záhadou však zostávalo, ako sa tam voda v takom nepriateľskom a horúcom prostredí blízko hviezdy dokáže udržať a odkiaľ neustále prichádza. Odpoveď ponúkla dôkladná analýza archívnych dát zo spektrografu HARPS.

Spektrografické merania ukázali veľmi zvláštne, premenlivé absorpčné čiary neutrálneho sodíka. Tieto signály sa menili doslova zo dňa na deň v závislosti od rýchlosti a hustoty prúdiaceho materiálu, čo vedcom naznačilo, že okolo hviezdy prelieta niečo veľmi dynamické.

Kozmické ľadovce v gravitačnom biliarde

Tieto premenlivé línie sodíka nepokrývali celý hviezdny disk rovnomerne, ale vyskytovali sa v zhlukoch. Plyn sa pohyboval oveľa rýchlejšie ako samotná hviezda, pričom sa objavoval a mizol v priebehu niekoľkých nocí. Všetky tieto indície presne zodpovedajú modelu, pri ktorom popred hviezdu prelieta ľadová kométa na vysoko eliptickej dráhe.

Keď sa takéto teleso priblíži k horúcej hviezde, prchavé plyny a ľad začnú okamžite sublimovať, teda meniť sa priamo na plyn. Tým sa okolo kométy vytvorí dočasný obal a chvost, ktorý z pohľadu pozorovateľa na Zemi zanecháva v spektre hviezdy presne také stopy, aké vedci zaznamenali.

ESO/L. Calçada

Výskumníci vytvorili počítačové modely, ktoré potvrdili, že gravitačný vplyv dvoch známych plynných obrov v systéme PDS 70 dokáže efektívne narúšať dráhy vzdialených ľadových telies. Planéty doslova vystreľujú kométy z vonkajších chladných oblastí smerom do vnútra sústavy, priamo k rodiacej sa hviezde.

Rovnaký scenár sa odohral aj na Zemi

Tento objav má zásadný význam pre pochopenie našej vlastnej existencie. Ide o vôbec prvý prípad, kedy sa podarilo zachytiť aktivitu exokomét okolo relatívne chladnej hviezdy podobnej nášmu Slnku v takejto extrémne ranej fáze vývoja. PDS 70 predstavuje dokonalé zrkadlo toho, čo sa dialo v Slnečnej sústave pred viac ako 4,5 miliardami rokov.

V raných fázach Slnečnej sústavy zohrali obrie planéty Jupiter a Saturn rovnakú úlohu gravitačných prakov. Narušili dráhy nespočetného množstva ľadových planetezimál a komét z vonkajších oblastí a nasmerovali ich do vnútornej časti, kde bombardovali mladú Zem a priniesli na jej povrch obrovské zásoby vody a organických molekúl.

Vedci zdôrazňujú, že pôvod vody nemusí byť otázkou voľby medzi dvoma tábormi. Časť vody mohla uniknúť z taviaceho sa vnútra Zeme pri sopečnej činnosti, zatiaľ čo významnú dodatočnú porciu dodali práve ľadové kométy. Oba mechanizmy sa navzájom dopĺňajú.

Odpovede prinesie nová generácia teleskopov

Hoci exokometárna hypotéza dokonale vysvetľuje všetky zozbierané spektrálne anomálie, vedci plánujú ďalšie pozorovania, aby definitívne vylúčili alternatívne scenáre, ako sú napríklad nestabilné hviezdne vetry. Kľúčovú úlohu v tom zohrá pripravovaný Extrémne veľký ďalekohľad (ELT) v Čile.

Tento obrovský pozemný prístroj s priemerom zrkadla 39 metrov umožní detailne preskúmať vnútorné časti systému PDS 70. Astronómovia budú môcť zistiť, či sa v zóne vhodnej pre život neformujú ďalšie menšie kamenné planéty, ktoré práve v týchto miliónoch rokov prijímajú svoju prvú vodnú nádielku z prilietajúcich komét.

Výskum mladých hviezdnych systémov nám potvrdzuje, že mechanizmy potrebné pre vznik obývateľných svetov nie sú v galaxii ojedinelou anomáliou, ale univerzálnym fyzikálnym procesom. Ak je transport vody kométami bežným javom, šanca na nájdenie ďalších svetov s oceánmi a životom dramaticky rastie.

Čítajte viac z kategórie: Novinky