Webbův teleskop identifikoval zmrzlou vodu v mladé hvězdné soustavě

Vodní led má velký vliv na vznik obřích planet a může být také dodáván kometami na plně zformované kamenné planety. Pomocí dat z infračerveného spektrografu NIRSpec na palubě kosmického dalekohledu Jamese Webba (JWST) nyní astronomové zjistili přítomnost krystalického vodního ledu v disku prachového materiálu, který obklopuje hvězdu HD 181327.

HD 181327 je mladá hvězda hlavní posloupnosti vzdálená přibližně 169 světelných let v souhvězdí Malíře. Hvězda, známá také jako TYC 8765-638-1 a WISE J192258.97-543217.8, je stará asi 23 milionů let a má hmotnost zhruba o 30 % větší než naše Slunce.

Astronom Chen Xie z Univerzity Johnse Hopkinse a jeho kolegové pozorovali HD 181327 pomocí Webbova přístroje NIRSpec, který je mimořádně citlivý na extrémně slabé prachové částice, které lze detekovat pouze z vesmíru.

„Hvězda HD 181327 je velmi aktivní systém,“ řekl Chen Xie. „V jejím disku dochází k pravidelným a neustálým srážkám. Když se tato ledová tělesa srážejí, uvolňují se drobné částečky vodního ledu v podobě prachu, které mají ideální velikost pro detekci Webbem.“

Pozorování Webbova teleskopu potvrdila, že mezi hvězdou a jejím diskem prachu je značná mezera – rozsáhlá oblast bez prachu. Dále od hvězdy je její disk podobný Kuiperovu pásu ve Sluneční soustavě, kde se nacházejí trpasličí planety, komety a další kusy ledu a hornin (a někdy se vzájemně srážejí). Před miliardami let byl náš Kuiperův pás pravděpodobně podobný disku drobného materiálu kolem hvězdy HD 181327.

„Webbův teleskop jednoznačně detekoval nejen vodní led, ale i krystalický vodní led, který se vyskytuje i na místech, jako jsou Saturnovy prstence a ledová tělesa v Kuiperově pásu Sluneční soustavy,“ řekl Chen Xie.

Vodní led není v systému HD 181327 rozptýlen rovnoměrně. Většina se nachází tam, kde je nejchladněji a nejdále od hvězdy.

„Vnější oblast disku se skládá z více než 20 % z vodního ledu,“ řekl Chen Xie. Směrem ke středu prachového disku JWST detekoval asi 8 % vodního ledu. Zde je pravděpodobné, že zmrzlé částice vody vznikají o něco rychleji, než jsou ničeny. V oblasti disku nejblíže ke hvězdě Webb nezjistil téměř žádný led.

Je pravděpodobné, že ultrafialové světlo hvězdy odpařuje nejbližší částice vodního ledu. Je také možné, že horniny známé jako planetesimály mají ve svém nitru „uzamčenou“ zmrzlou vodu, kterou Webbův teleskop nedokáže detekovat.

„Přítomnost vodního ledu usnadňuje vznik planet,“ řekl Chen Xie. „Ledové materiály mohou být také nakonec ‚dopraveny‘ na terestrické planety, které se v podobných systémech mohou formovat po dobu několika set milionů let.“

Zjištění byla publikována v časopise Nature 14. května 2025.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-crystalline-water-ice-debris-disk-young-sun-like-star-13909.html a https://science.nasa.gov/missions/webb/another-first-nasa-webb-identifies-frozen-water-in-young-star-system/

autor: František Martinek