지구에서 1,300광년 떨어진 별이 태양계의 가장 잘 보관된 비밀 중 하나를 방금 공개했을 수도 있습니다.
그것은 V883 Orionis라고 불리며, 언젠가 궤도를 도는 행성으로 합쳐질 거대한 물질 원반으로 둘러싸인 젊은 별입니다. 그 디스크에서 과학자들은 외계 세계의 일부가 될 다른 모든 먼지와 가스와 함께 소용돌이치는 수증기를 명확하게 감지했습니다.
이것은 현재 지구에 있는 것을 포함하여 태양계의 물이 태양이 태어난 기체 요람에 존재했음을 시사합니다. 그것은 지구뿐만 아니라 태양보다 먼저 여기에 있었고 우리 행성이 성장하는 데 도움이 되었습니다.
미국 국립전파천문대(National Radio Astronomy Observatory)의 천문학자 존 토빈(John Tobin)은 “우리는 이제 태양계에서 물의 기원을 태양이 형성되기 이전까지 추적할 수 있다”고 말했다.
물은 우주 전체에서 상당히 흔하지만, 특히 지구는 물이 없으면 같은 “창백한 푸른 점”이 아닐 것입니다. 그것은 행성의 표면 주위를 휘감고, 수증기가 되어 대기에 스며들고, 하늘에서 떨어집니다. 그것은 우리에게 꽤 평범한 것처럼 보이지만 그것 없이는 살 수 없을 것입니다. 거의 모든 생명의 화학적 과정에 필요합니다.
또한 행성 형성에 중요한 요소이기도 합니다. 별은 우주의 먼지와 가스 구름에서 태어납니다. 빽빽한 덩어리가 중력에 의해 무너지고 회전하면서 주위의 구름에서 더 많은 물질을 스풀링하기 시작하여 아기 별에 공급되는 디스크로 형성됩니다.
별의 성장이 완료되면 행성계의 다른 모든 특징은 디스크에 남아 있는 모든 것에서 형성됩니다. 먼지 알갱이는 정전기적으로 서로 달라붙어 물체가 중력이 인계할 만큼 충분히 무거워질 때까지 점점 더 큰 덩어리를 형성합니다.
물은 이 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 수증기가 얼어 붙는 지점(눈선이라고 함)을 넘어서면 먼지 알갱이를 얼음으로 코팅하여 행성 성장의 첫 단계에서 입자가 서로 달라붙도록 도와주는 추가 점착성을 제공합니다.
수소의 동위원소를 기반으로 물이 어디서 어떻게 형성되는지 측정할 수 있습니다. 일반 수소는 핵에 중성자가 없습니다. 중수소라고도 알려진 중수소는 핵에 하나의 중성자를 가지고 있습니다. 중수소를 포함하는 물 분자는 중수로 알려져 있으며 일반 물을 만드는 조건과 다른 조건에서 형성됩니다.
여기 지구에서는 물 대 중수 동위원소 비율이 비슷하기 때문에 일부 물을 혜성까지 추적할 수 있습니다. 이것은 물이 혜성과 소행성에 묶여 행성체에 전달될 수 있음을 시사합니다. 그러나 물이 어떻게 혜성에 들어갔는지는 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다. 이제 V883 Orionis를 연구함으로써 Tobin과 그의 팀은 그 격차를 메웠습니다.
“우리는 우주를 통과하는 물의 경로를 흔적으로 생각할 수 있습니다. 행성과 혜성의 물인 끝점이 어떻게 생겼는지 알고 있지만 그 흔적을 물의 기원으로 거슬러 올라가고 싶었습니다. “라고 Tobin은 말합니다. .
“이전에는 지구를 혜성에 연결할 수 있었고 원시별을 성간 매체에 연결할 수 있었지만 원시성을 혜성에 연결할 수는 없었습니다. V883 Ori는 이를 변경했으며 해당 시스템과 우리 태양계의 물 분자가 중수소와 수소의 비율이 비슷합니다.”
별은 너무 어려서 거대한 원반으로 둘러싸여 여전히 자라고 있습니다. 그 디스크에서 발산되는 빛을 연구함으로써 연구원들은 수증기의 스펙트럼 서명을 식별할 수 있었습니다. 더 나은 점은 수소 동위 원소 비율을 확인했다는 것입니다.
“V883 Orionis는 이 경우 누락된 링크입니다.”라고 Tobin은 말합니다.
“원반에 있는 물의 구성은 우리 태양계의 혜성과 매우 유사합니다. 이것은 행성계의 물이 태양보다 수십억 년 전에 성간 공간에서 형성되었고 혜성과 지구 모두에 의해 물려받았고, 상대적으로 변하지 않았습니다.”
V883 Orionis를 특별하게 만드는 것은 폭발적인 성장 가속화를 겪고 있다는 것입니다. 이는 일시적으로 평소보다 더 뜨거워진다는 것을 의미합니다. 프로토스타 주변의 강착 원반에 있는 대부분의 물은 얼어붙어 있으며 별 가까이에서만 증기로 존재하므로 식별하기 어렵습니다. 그러나 V883 Orionis의 활동 폭발은 눈선을 평소보다 별에서 훨씬 더 멀리까지 밀어냈습니다. 설선보다 가까운 물은 모두 수증기입니다.
증기는 얼음보다 감지하고 분석하기가 훨씬 쉽기 때문에 연구자들은 V883 Orionis의 디스크에서 물의 동위원소 구성을 확실하게 측정하고 정량화할 수 있었습니다. V883 Orionis 주변에는 지구 해양 부피의 1,200배가 넘는 부피가 증기로 표류하고 있습니다.
이 발견은 행성계의 모든 물이 별이 태어난 구름에서 거의 직접적으로 온다는 것을 시사합니다.
“우리는 원반이 별을 형성하는 구름에서 직접 물을 물려받고 이 물이 실질적인 화학적 변화 없이 혜성과 같은 큰 얼음 덩어리에 통합된다는 결론을 내렸습니다.”라고 연구원들은 논문에 썼습니다.
“지상에서 물의 구체적인 전달 메커니즘은 여전히 논쟁의 여지가 있지만(혜성 및/또는 소행성) [hydrogen isotope ratio] V883 Ori에서 발견된 것은 우리 태양계의 물 분자가 태양이 형성되기 전에 차가운 성간 매체에서 기원했다는 증거입니다. 따라서 젊은 행성 형성 디스크에 대한 공간적으로 분해된 물 관측은 물 저장소와 지구형 행성의 형성을 연결하는 데 중요합니다.”
이 연구는 자연.