Ученые пришли к неожиданному выводу о происхождении воды

Новое исследование: вода образовалась на миллиарды лет раньше, чем предполагалось

Хотя вода занимает 70% поверхности нашей планеты, ученые до сих пор не все едины в мнениях насчет того, откуда на самом деле она взялась. Теперь исследователи утверждают, что обнаружили происхождение воды в самые ранние моменты существования Вселенной.

По мнению ученых из Портсмутского университета, вода впервые образовалась в обломках взрывов сверхновых через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва. Эти данные свидетельствуют о том, что ингредиенты для жизни на Земле появились на миллиарды лет раньше, чем считалось ранее, пишет Daily Mail.

Используя компьютерное моделирование, исследователи показывают, что вода могла образоваться, когда самые первые звезды во Вселенной умерли и превратились в сверхновые. Когда кислород, образовавшийся в результате этих взрывов, остыл и смешался с окружающим водородом, в скоплениях оставшегося материала смогла образоваться вода. Эти плотные пылевые ядра также являются наиболее вероятным источником материала, из которого впоследствии образовались первые планеты, продолжает Daily Mail.

В своей статье доктор Дэниел Уэйлен и его соавторы пишут: «Помимо того, что мы обнаружили, что основной ингредиент для жизни уже существовал во Вселенной через 100-200 миллионов лет после Большого взрыва, наше моделирование показывает, что вода, вероятно, была ключевым компонентом первых галактик».

Вода, имеющая химическую формулу H2O, состоит из двух компонентов: водорода и кислорода. Водород образовался вместе с другими легкими элементами, такими как гелий и литий, в первые несколько минут после Большого взрыва, когда море перегретых частиц остыло и собралось в атомы. Однако атомы кислорода настолько велики, что они не могут образоваться таким образом. Вместо этого кислород и другие тяжелые элементы должны были образовываться в результате ядерных реакций, происходящих в звездах.

Примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва, около 13,7 миллиарда лет назад, облака первичного водорода и гелия собрались вместе под действием силы тяжести. По мере того как они становились плотнее, давление в ядре в конце концов стало настолько велико, что запустило реакции ядерного синтеза, которые превратили газовые облака в звезды и принесли первый свет в космос. В конце концов, эти звезды исчерпали свои запасы водородного топлива и разрушились сами по себе, вызвав появление огромных сверхновых. Ненадолго достигнув температуры около 1 000 000 000°C, эти взрывы расплавили сырье из атомов водорода и гелия в более крупные молекулы, включая кислород.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, исследователи смоделировали, что произойдет после двух взрывов сверхновых — один из которых произойдет от звезды, масса которой в 13 раз превышает массу Солнца, а второй — от звезды, масса которой в 200 раз превышает массу Солнца. Это моделирование показало, что при взрыве первой и второй сверхновых образовалось 0,051 солнечной массы кислорода и 55 солнечных масс кислорода соответственно.

После взрыва облако водорода и кислорода выбрасывается в огромное гало, окружающее остатки звезды, где они начинают превращаться в воду. Поначалу из-за низкой плотности ореола уровень воды остается довольно низким, но по мере того, как ореол начинает слипаться под действием силы тяжести, уровень воды начинает резко повышаться.

Через 30-90 миллионов лет сверхновая меньшего размера произвела количество воды, эквивалентное одной стомиллионной или одной миллионной массы Солнца.

Второй, более крупный взрыв, тем временем, всего за 3 миллиона лет произвел 0,001 массы воды на Солнце.

Если эта вода смогла пережить бурный процесс формирования галактик, то она могла быть одним из ключевых компонентов первых галактик, пишет Daily Mail.

Что делает это открытие особенно интересным, так это то, что оно может объяснить, как вода попала на пригодные для жизни планеты, такие как Земля.

Плотные «ядра молекулярных облаков», в которых в наибольшем количестве образуется вода, являются вероятным источником протопланетных дисков, клубящихся облаков пыли, которые в дальнейшем образуют планеты, и звезд с малой массой, таких как наше Солнце. В некоторых из этих дисков уровень воды может быть почти таким же высоким, как и в любом другом месте Вселенной сегодня.

Исследователи пишут: «Эти диски были бы сильно обогащены первичной водой, их массовая доля была бы в 10-30 раз больше, чем в диффузных облаках в Млечном Пути в ядре сверхновой CC, и лишь в несколько раз меньше, чем в Солнечной системе сегодня».

Большое количество воды и высокая вероятность образования звезд с малой массой повышают вероятность того, что планеты с жидкой водой могли образоваться после первых взрывов сверхновых.

Это означает, что ключевое условие для возникновения жизни могло быть выполнено на миллиарды лет раньше, чем считалось ранее, заключает Daily Mail.

Источник: www.mk.ru