Bild
https://webbtelescope.org/ illustratörs bild av skivan och stjärnan HD
181327
Forskare bekräftade närvaron av vattenis i en dammig
protoplanetär skiva runt en solliknande stjärna 155 ljusår bort med hjälp av
detaljerade data av spektra taget av NASA:s
James Webb Space Telescope. (Termen vattenis specificerar dess sammansättning,
eftersom många andra frusna molekyler också observeras i rymden, till exempel
koldioxidis eller "torris".) 2008 antydde data från NASA:s numera pensionerade rymdteleskop Spitzer att det kunde finnas fruset vatten i detta solsystem.
– Webb upptäckte inte bara vattenis utan även kristallin vattenis något som också finns på platser som i Saturnus ringar och
isiga objekt i Kuiperbältet", beskriver Chen Xie, huvudförfattare till den
nya artikeln och biträdande forskare vid Johns Hopkins University i Baltimore,
Maryland. Kristallin vattenis är fruset
vatten av den form vatten vanligtvis har på Jorden.
Allt fruset vatten som Webb upptäckt är blandat med
fina dammpartiklar som finns i den protoplanetära skivan som omger stjärnan. Resultatet av studien
har publicerats i tidskriften Natur
Vattenis har inte spridits inte jämnt i skivan. Majoriteten
finns där det är kallast och längst bort från stjärnan. "Den yttre delen
av fragmentskivan består av över 20 procent vattenis", beskriver Chen Xie,
huvudförfattare av den nya artikeln och vilken är biträdande forskare vid Johns
Hopkins University i Baltimore, Maryland.
Astronomer har väntat på dessa definitiva data i
årtionden. – När jag var doktorand för 25 år sedan sa min handledare till mig
att det borde finnas is i protoplanetära skivor, men före Webbtelekopet hade vi inte
tillräckligt känsliga instrument för att göra skarpa observationer, beskriver
Christine Chen, medförfattare och astronom vid Space Telescope Science
Institute i Baltimore. – Det som är mest slående är att dessa data liknar
teleskopets senaste iakttagelser av objekt i Kuiperbältet i vårt eget
solsystem."
Vattenis är en viktig ingrediens i skivor runt unga
stjärnor. Det har stor inverkan på bildandet av jätteplaneter och kan komma
från små kroppar som kometer och asteroider till fullt bildade stenplaneter. Nu
när forskare har upptäckt vattenis med Webb har de öppnat dörren för alla
forskare att studera hur dessa processer utspelar sig i andra
solsystem.
Stjärnan, som har beteckningen HD 181327, är
betydligt yngre än vår sol. Den uppskattas vara 23 miljoner år gammal, jämfört
med solens 4,6 miljarder år. Stjärnan är något mer massiv än solen och hetare.
Webbs observationer bekräftar att det finns ett
stort gap mellan stjärnan och dess skiva – ett stort område som är
fritt från stoft. Längre ut liknar dess protoplanetära skiva Kuiperbältet i vårt
solsystem, där dvärgplaneter, kometer och andra bitar av is och sten finns (och ibland kolliderar). För miljarder år
sedan liknade troligen den här stjärnans fragmentskiva vårt Kuiperbälte.
"HD 181327 är ett mycket aktivt system", beskriver
Chen. "Det sker regelbundna, pågående kollisioner i skivan. När de
isiga kropparna kolliderar uppstår små partiklar av dammig vattenis av en
storlek som gör att Webbteleskopet ska kunna upptäcka dem.
Forskarna observerade HS-181327 med Webbs NIRSpec
(Near-Infrared Spectrograph), som är superkänslig för extremt svaga
dammpartiklar som bara kan detekteras från rymden.