Vatten är en viktig ingrediens för uppkomsten av liv
som vi förstår det. På jorden bildades det mesta av vattnet som nu finns i haven långt före
solsystemets uppkomst i kalla områden i den interstellära rymden där en
temperatur av -250 °C råder. En del av detta vatten kan ha förstörts och
återbildats vid högre temperaturer (100-500 °C) när solsystemet fortfarande
bara bestod av en protoplanetär skiva bestående av gas och stoft som kretsade kring vår unga
sol som var under bildning.
Ett internationellt forskarlag där bland andra de
västerländska astrofysikerna Els Peeters och Jan Cami ingick har upptäckt att en
stor mängd vatten har förstörts och återbildats i en protoplanetär skiva i centrum
av Orionnebulosan.
Upptäckten gjordes genom ett originellt
tvärvetenskapligt tillvägagångssätt som kombinerar observationer från James
Webb Space Telescope (JWST) och kvantfysikberäkningar.
"Det är så imponerande att vi på bara några
pixlar av observationerna och genom att fokusera på några av linjerna kan räkna
ut att ett helt hav av vatten avdunstar varje månad", beskriver Peeters,
en av huvudforskarna för PDRs4All och fakultetsmedlem vid Western's Institute
for Earth and Space Exploration.
För att förstå denna gåtfulla återvinning av vatten
riktades det internationella astronomiteamet JWST mot "d203-506", en protoplanetär skiva som finns i
Orionnebulosan. Det visade sig att den intensiva ultravioletta strålningen
som produceras av massiva stjärnor leder till att vatten i d203-506 förstörs
och återbildas vilket gör skivan till ett interstellärt laboratorium.
Ett samarbete med experter på kvantdynamik från
Madrid Deep Space Communications Complex (Spanien) och Leidenobservatoriet
(Nederländerna) blev nyckeln till att förstå hur bildandet och förstörelsen av
molekyler som finns mer än 1 000 ljusår bort kunde observeras.
När vatten förstörs av ultraviolett ljus frigörs en
hydroxylmolekyl, följt av en emission av fotoner och kan som upptäcktas av JWST (James Webbteleskopet).
Totalt uppskattas det att vatten motsvarande alla jordens hav förstörs och
återbildas i d203-506-skivan varje månad.
Men det slutar inte där. Genom en liknande mekanism
avslöjar JWST att hydroxyl som är en viktig mellanprodukt i bildandet av vatten
också produceras i överflöd här av atomärt syre. En del av det vatten som utgör
jordens hav kan ha gått igenom en cykel likt ovan.
Studien, som är en del av PDRs4All Early Release
Science-programmet leds av doktoranden Marion Zannese vid University
Paris-Saclay, publicerades i dagarna i Nature Astronomy.
Bild vikipedia. Orionnebulosan fotograferad i
synligt ljus.
