Дмитрий Вибе: Немного холодной воды у солнца
Дмитрий Вибе
Опубликовано 28 октября 2011 года
Вода — основа жизни на Земле. Её роль в биохимических процессах неимоверно велика, и нам, безусловно, сильно повезло, что на нашей планете вода столь обильна. Поэтому интересно разобраться, откуда она взялась. Вопрос, можно сказать, фундаментальный. Рассматривая другие планетные системы, мы именно возможность существования жидкой воды считаем критерием их пригодности для жизни.
Ключевым (и наиболее раскрученным) понятием в этих поисках является так называемая «зона обитаемости» — интервал расстояний от родительской звезды, где температура планеты допускает наличие воды в жидкой фазе. Но благоприятная температура сама по себе ещё не гарантирует рек, озёр и морей. В «зоне обитаемости» жидкая вода может существовать, но есть ли она там? По идее, ответить на этот вопрос должны наблюдения. Но вот беда: излучение молекул воды приходится на субмиллиметровый диапазон, в котором земная атмосфера почти полностью непрозрачна. Причём это неслучайно: фотоны, порождённые космической водой, не успевая попасть на зеркало телескопа, перехватываются молекулами той же самой воды в земной атмосфере.
Выход очевиден: чтобы «увидеть» воду, телескоп нужно выводить в космос. Первая систематическая попытка найти внеземную воду по спектральным наблюдениям была предпринята при помощи космического телескопа SWAS (1998–2004). И эта попытка оказалась, по сути, неудачной. Точнее, SWAS нашёл воду, но в количествах, на порядки уступавших предсказаниям тогдашних астрохимических моделей. Решение загадки оказалось простым: в холодной межзвёздной среде вода примерзает к пылинкам, образуя на них ледяные оболочки. Поэтому в межзвёздных молекулярных облаках искать нужно не газообразную, а твёрдую воду.
Если же есть желание всё-таки наблюдать излучение водяного пара, то смотреть нужно в окрестности звёзд, где из-за высокой температуры и интенсивного поля излучения ледяные мантии пылинок начинают испаряться. Среди объектов, потенциально богатых газообразной водой, особый интерес вызывают газопылевые диски у молодых звёзд, похожих на Солнце, поскольку их изучение позволит (как все надеются) пролить свет на раннюю эволюцию Солнечной системы, в том числе и конкретно на происхождение земных запасов воды.
Разобраться с их происхождением «на месте», то есть в Солнечной системе, пока не получается. В качестве основной привязки в подобных исследованиях используется содержание дейтерия (D) относительно водорода (H), в первую очередь в «полутяжёлой» воде (HDO/H
