Astronomer opdager store mængder vand i et meget ungt solsystem
En gruppe af astronomer, under ledelse af Jes Jørgensen fra Center for Stjerne og Planetdannelse ved Statens Naturhistoriske Museum i København og Bonn Universitet har for første gang lokaliseret store mængder varm vanddamp i en roterende skive omkring en meget ung stjerne - muligvis en forløber for et solsystem ligesom vort eget. Disse resultater bliver offentliggjort i denne uge i det ansete tidsskrift "The Astrophysical Journal".
Vand er som bekendt en af de vigtigste ingredienser for liv, som vi kender det på Jorden. En stor del af vandet i havene på Jorden stammer sandsynligvis fra verdensrummet. Vores egen sol og planeterne omkring den blev formentlig dannet for omkring 4.5 mia. år siden da en lille del af en sky af gas og støv i verdensrummet - en såkaldt molekylsky - faldt sammen på grund af dens egen tyngdekraft. I molekylskyen var der også en lille del vand, som på en eller anden måde fandt vej til vores egen Jord. Helt præcist hvordan er et af de store ubesvarede spørgsmål i studierne af vores oprindelse.
En kunstners fremstilling af den unge stjerne NGC1333-IRAS4B. Forskere går ud fra at planeter vil kunne dannes i skiven af støv og gas der omgiver den unge stjerne. For første gang har de også kunne påvise hvor store mængder vand der findes i sådan en skive. Copyright: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Spitzer Science Center)
En gruppe af astronomer brugte seks store radio-teleskoper placeret nær Grenoble i Frankrig til at lede efter vand omkring en ung stjerne. Stjernen blev dannet for blot 10,000-50,000 år siden - omtrent samtidig med den sidste istid her på Jorden - hvilket nærmest er i går set fra astronomernes synspunkt. Observationerne viser, at der er en stor mængde vanddamp omkring denne unge stjerne - inden for et område svarende omtrent til afstanden mellem Solen og den yderste planet i vores solsystem, Neptun.
Mængden af vand i skiven er langt større end, hvad man tidligere har antaget - mere end 100 gange den samlede mængde vand i alle verdenshavene på Jorden. Ewine van Dishoeck fra Leiden Universitet i Holland, som er medforfatter på artiklen, siger: "På grund af de lave temperaturer i molekylskyen er det meste af vandet blevet til is før stjernen er blevet dannet, men i skiven tæt på den unge stjerne fordamper alt vandet, og vi kan observere det med vores radioteleskoper."
Billede af den unge stjerne NGC1333-IRAS4B fra IRAM-Interferometeret. Øverst til venstre ses det spektrale finger aftryk af vand molekylet (markeret med gult) sammen med linjer fra komplekse organiske molekyler (blåt). Nederst til venstre fordelingen af vand i skiven omkring den unge stjerne.
"Disse observationer har åbnet for en helt ny metode til at studere vand i unge solsystemer " fortsætter Jes Jørgensen. "De radiobølger, som vi kan observere med IRAM teleskoperne, gør det muligt for os at kigge meget dybere ind mod stjernen og dens skive end det hidtil har været muligt. Vi kan dermed studere de fysiske og kemiske processer, der har betydning for hvordan skiven udvikler sig og hvordan planeter bliver dannet."
Jes Jørgensen har lige startet en ny gruppe ved Center for Stjerne- og Planetdannelse ved Statens Naturhistoriske Museum, som fokuserer på netop de spørgsmål. European Southern Observatory, som Danmark er del af, er sammen med USA og Japan i gang med at bygge et nyt stort sæt af 50 teleskoper i Atacama ørkenen i Chile, kaldet Atacama Large Millimeter Array - eller ALMA. ALMA vil gøre det muligt at finde vand omkring mange unge stjerner og dermed fastlægge, om mængden af vand og hvor det befinder sig ændrer sig mens stjernen bliver dannet. Martin Bizzarro, direktør på Center for Stjerne- og Planetdannelse siger: "Observationer som dem foretaget af Jes' gruppe vil være vigtige i vores bestræbelser på at finde ud af, hvordan vand på et eller andet tidspunkt kan ende på planeter ligesom vores egen Jord."
For yderligere oplysninger kan lektor Jes Jørgensen kontaktes på:
jes@snm.ku.dk og tlf. +49 1779 617015
IRAM Plateau de Bure Interferometeret: Med sine seks antenner hver med en diameter på 15 m er IRAM observatoriet et af de mest følsomme radioteleskoper i verden, der kan observere vanddamp om unge stjerner som dem studeret her. Copyright: André Rambaud/IRAM.
Fakta:
Til deres observationer benyttede gruppen sig af en samling af seks store radio-teleskoper, IRAM Plateau de Bure Interferometer, nær Grenoble i Frankrig. På grund af de store mængder vand i vores egen atmosfære har astronomer normalt svært ved at observere vand. Atmosfæren fungerer simpelthen som et stort par solbriller, der filtrerer strålingen udsendt af vandmolekyler i rummet. Normalt bliver astronomer derfor nødt til at benytte sig af rum-teleskoper, ligesom det nye Herschel Space Observatory opsendt af European Space Agency, ESA, men disse teleskoper er normalt forholdsvis små og har en lav opløsning. I stedet har Jes Jørgensen og Ewine van Dishoeck benyttet sig af et lille trick: Vandmolekyler består af to brint atomer og et ilt atom. Omkring et ud af 500 vandmolekyler i rummet indeholder et tungere ilt atom, en 18O isotop. Strålingen fra vandmolekylerne med sådant et tungere ilt-atom udsendes ved en karakteristisk bølgelængde, der kan slippe gennem Jordens atmosfære uhindret og observeres med IRAM teleskoperne i modsætning til "almindeligt vand".
Den unge stjerne har det prosaiske navn: NGC1333-IRAS4B - og befinder sig i en afstand af omkring 815 lysår fra os (7,710,000,000,000,000 km)