Может показаться неуместным найти водяной лед в диске из газа и пыли, окружающих звезду. Огонь и лед просто не смешиваются. Мы никогда не найдем лед возле нашего Солнца.
Но наше Солнце старое. Около 5 миллиардов лет, и еще около 5 миллиардов. Некоторые более молодые звезды, такие как звезды Хербига Ae / Be (в честь американского астронома Джорджа Хербига), настолько молоды, что окружены околозвездным диском из газа и пыли, который еще не использовался при образовании планет. Для этих типов звезд наличие водяного льда не обязательно является неожиданным.
Водяной лед играет важную роль в молодой солнечной системе. Астрономы считают, что водяной лед помогает формировать большие газообразные планеты. Присутствие льда делает внешний участок планетарного диска более плотным. Эта увеличенная плотность позволяет ядрам газовых планет объединяться и образовываться.
Молодые солнечные системы имеют то, что называется снежной линией. Это граница между земной и газовой планетами. Помимо этой снежной линии, лед в протопланетном диске способствует образованию газовых планет. Внутри этой снежной линии отсутствие водяного льда способствует формированию планет земной группы. Вы можете видеть это в нашей собственной Солнечной системе, где снеговая линия должна была быть между Марсом и Юпитером.
Группа астрономов, использующих телескоп Gemini, наблюдала присутствие водяного льда в протопланетном диске, окружающем звезду HD 100546, звезду Хербига Ae / Be, расположенную на расстоянии около 320 световых лет от нас. Этой звезде всего 10 миллионов лет, она довольно молода и хорошо изучена. Хаббл обнаружил в диске сложные спиральные узоры, и до сих пор эти узоры не объяснены.
HD 100546 также примечателен тем, что в 2013 году исследования показали вероятное продолжающееся образование планеты на его диске. Это дало редкую возможность изучить ранние стадии формирования планет. Обнаружение льда в диске и обнаружение того, насколько глубоко он существует в диске, является ключевой информацией для понимания формирования планет в молодых солнечных системах.
Нахождение этого льда потребовало некоторого умного астро-убийства. Использовался телескоп Gemini с его ближней инфракрасной коронографической камерой (NICI), инструментом, используемым для изучения газовых гигантов. Команда установила ледяные фильтры H2O, чтобы помочь сосредоточиться на наличии водяного льда. Протопланетный диск вокруг молодых звезд, как в случае HD 100546, представляет собой смешанную комбинацию пыли и газов, и изолировать типы материалов в диске нелегко.
Водяной лед был обнаружен в дисках вокруг других звезд Хербига Ae / Be, но глубину распространения этого льда было нелегко понять. Эта статья показывает, что лед присутствует в диске, но лишь на небольшой глубине, с процессами УФ-фотодесорбции, ответственными за разрушение зерен водяного льда ближе к звезде.
Может показаться банальным, что, как утверждают авторы исследования, требуется больше исследований. Но разве в науке не всегда нужно больше учиться? Достигнем ли мы когда-нибудь конца понимания? Конечно, нет. И, конечно, не когда дело доходит до формирования планет, что довольно важно понять.
