Pięć miliardów lat temu nie było jeszcze ani planet Układu Słonecznego, ani Słońca. Materia, z której miały powstać, zgromadzona była w gigantycznym obłoku molekularnym. Po milionach lat jego część zaczęła się zagęszczać.
Siły grawitacji sprawiły, że doszło do kolapsu materii mającej ogromną masę. Było jej wystarczająco dużo, by doszło do zainicjowania fuzji termojądrowej. Jądra wodoru zaczęły łączyć się w hel w środku czegoś, co dzisiaj nazywamy Słońcem.
Z tego, co pozostało po powstaniu Słońca, utworzył się dysk protoplanetarny. Wirując wokół młodej gwiazdy, drobiny pyłu stopniowo sklejały się ze sobą. Powstawały zaczątki planet – planetozymale. A następnie planety oraz inne obiekty Układu Słonecznego: księżyce, asteroidy, komety.
Kiedy w tej opowieści pojawia się woda? Wszystko wskazuje na to, że istniała już przed jej początkiem. Naukowcy znaleźli dowody sugerujące, że woda, która płynie w naszych kranach, rzekach i która wypełnia oceany, jest starsza niż Słońce. Argumenty za tym przedstawili w pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Nature”.
Dowody z odległej galaktyki
Tysiąc trzysta lat świetlnych od Ziemi znajduje się młoda gwiazda. Astronomowie nazwali ją V883 Orionis. Nie ma jeszcze swoich planet. Na razie otacza ją jedynie dysk protoplanetarny, z którego w przyszłości powstaną skaliste lub gazowe globy.
Naukowcy przyjrzeli się bliżej V883 Orionis. A konkretnie zrobili to za pomocą interferometru Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Swoje udziały w tym urządzeniu ma Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO). Uczeni zbadali interferometrem wodę wchodzącą w skład dysku protoplanetarnego V883 Orionis. Jego część w pobliżu gwiazdy okazała się na tyle gorąca, że woda w niej była w stanie gazowym.
To umożliwiło szczegółowe obserwacje. Parę wodną można wyśledzić, a jej skład chemiczny badać – w przeciwieństwie do lodu, znajdującego się w odleglejszej części dysku.
Ciężka woda w odległej galaktyce
Woda składa się z jednego atomu tlenu i dwóch wodoru. Istnieje jednak jej odmiana, zwana ciężką wodą. Ciężka woda, poza tlenem, ma jeden atom wodoru i jeden deuteru. Deuter to izotop wodoru, którego jądro składa się z jednego protonu i jednego neutronu – a nie tylko jednego protonu, jak w przypadku zwykłego wodoru.
Woda i ciężka woda tworzą się w różnych warunkach. Stosunek ilości jednej do drugiej pozwala określić, kiedy i gdzie woda powstała. Na przykład proporcje odmian wody w niektórych kometach w Układzie Słonecznym są takie same, jak w wodzie ziemskiej. To wskazuje, że może ona pochodzić właśnie z komet.
Skąd się wzięła woda na Ziemi?
Naukowcy od dawna śledzą drogę, jaką woda pokonuje we Wszechświecie. Dotychczas potrafili powiązać wodę ziemską z kometami, a także wodę, która wraz z materią zapada się w gwiazdę, z wodą z ośrodka międzygwiazdowego. – Nie umieliśmy jednak znaleźć związku między młodymi gwiazdami a kometami – mówi astronom John J. Tobin, główny autor pracy w „Nature”.
To się właśnie zmieniło. – V883 Orionis stanowi brakujące ogniwo – mówi Tobin. – Okazało się, że skład wody należącej do dysku protoplanetarnego tej gwiazdy jest bardzo podobny do składu wody w kometach w Układzie Słonecznym – wyjaśnia naukowiec.
Wniosek? Nasza woda jest starsza nie tylko od Ziemi, ale również od Słońca. Musiała powstać miliardy lat temu w przestrzeni międzygwiazdowej. – Praktycznie niezmienioną odziedziczyły ją zarówno komety, jak i Ziemia – mówi Tobin.
Co ciekawe, naukowcom udało się oszacować, ile wody znajduje się w dysku gwiazdy V883 Orionis. Dane uzyskane dzięki obserwacjom prowadzonym z pomocą ALMA wskazują, że jest jej tam przynajmniej 1200 razy więcej niż we wszystkich ziemskich oceanach.
Źródło: EurekAlert, Nature.
