Ջուրը տիեզերքում. աստղագետները սառույց են հայտնաբերել 155 լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվող փոշոտ սկավառակում

Ամերիկացի աստղագետները Ջոն Հոփքինսի համալսարանից և այլ գիտական կենտրոններից կատարել են բեկումնային հայտնագործություն՝ առաջին անգամ հաստատելով կրիստալային ջրային սառույցի առկայությունը HD 181327 աստղի շուրջ գտնվող փոշոտ սկավառակում, որը գտնվում է Երկրից 155 լուսային տարի հեռավորության վրա: Հետազոտությունը, որը հրապարակվել է 2025 թվականի մայիսի 16-ին Nature ամսագրում, հիմնված է Ջեյմս Ուեբի տիեզերական աստղադիտակի (JWST) տվյալների վրա: Այս հայտնագործությունը հաստատում է ջրի տարածվածությունը այլ աստղային համակարգերում և դրա առանցքային դերը մոլորակների ձևավորման գործում: Պատմում ենք, թե ինչպես են գիտնականները հայտնաբերել սառույցը, ինչու է դա կարևոր և ինչպես է այն կապված կյանքի ծագման հետ:

Սառույց երիտասարդ աստղի շուրջ

HD 181327 աստղը, որը գտնվում է Կենդանակերպի նկարչի (Pictor) համաստեղությունում, երիտասարդ արևանման աստղ է՝ 23 միլիոն տարեկան (համեմատության համար՝ Արևը 4.6 միլիարդ տարեկան է): Այն շրջապատված է ակտիվ փոշոտ սկավառակով՝ գազից, փոշուց և սառցե բեկորներից կազմված տարածքով, որտեղ ձևավորվում են մոլորակներ: Օգտագործելով Ջեյմս Ուեբի աստղադիտակի ինֆրակարմիր սպեկտրոմետրը (NIRSpec), աստղագետները ուսումնասիրել են այս սկավառակը և հայտնաբերել կրիստալային ջրային սառույց, որը նման է Սատուրնի օղակներում և մեր Արեգակնային համակարգի Կոյպերի գոտում հանդիպող սառույցին:

Հայտնագործության հիմնական մանրամասներ.

• Սառույցի բաշխում. Սառույցի կոնցենտրացիան արտաքին, ավելի սառը տարածքներում (ջերմաստիճանը մոտ -150 °C) հասնում է 20%-ի, սակայն կտրուկ նվազում է աստղին մոտ՝ ավելի բարձր ջերմաստիճանների պատճառով:
• Սառույցի տեսակ. Կրիստալային, այլ ոչ թե ամորֆ, ինչը վկայում է տաքացման և սառեցման գործընթացների մասին, հնարավոր է՝ սառցե մարմինների բախումների հետևանքով:
• Հայտնաբերման մեխանիզմ. JWST-ը գրանցել է ջրային սառույցի սպեկտրային գծեր 2.7–3.5 մկմ տիրույթում, ինչպես նաև «կեղտոտ ձյուն» մասնիկներ՝ սառույցի, փոշու և օրգանական նյութերի խառնուրդ, որոնք առաջանում են բախումների ժամանակ:

«Մենք գտել ենք ոչ միայն ջուր, այլև կրիստալային սառույց, որը ձևավորվում է հատուկ պայմաններում: Դա նման է տիեզերքում ձյուն գտնելուն», — բացատրել է հետազոտության առաջատար հեղինակ Չեն Սիեն:

Ինչպե՞ս է դա աշխատում:

HD 181327-ի փոշոտ սկավառակը ինտենսիվ գործընթացների տարածք է.

• Բախումներ. Սառցե մարմինները (գիսաստղանման օբյեկտներ) բախվում են՝ մանրացնելով միկրոսկոպիկ մասնիկների: Այս մասնիկները, խառնված փոշու հետ, արտացոլում են լույսը, ինչը և գրանցել է Ուեբը:
• Մոլորակների ձևավորում. Սկավառակի սառույցը ազդում է մոլորակների աճի վրա: Ջուրը կապում է փոշին՝ արագացնելով գազային հսկաների (օրինակ՝ Յուպիտերի) միջուկի ձևավորումը կամ մատակարարվում է քարքարոտ մոլորակներին (օրինակ՝ Երկրին) գիսաստղերի և աստերոիդների միջոցով:
• Քիմիա. Սառույցը պարունակում է օրգանական մոլեկուլների հետքեր (մեթան, ամոնիակ), որոնք կարող են լինել կյանքի կառուցողական բլոկներ:

Հետազոտության համահեղինակ Քրիստին Չենը նշել է. «Մենք 25 տարի սպասում էինք նման տվյալների՝ սկսած Հաբբլ աստղադիտակի առաջին դիտարկումներից: Այժմ Ուեբը ցույց տվեց, որ ջուրը երիտասարդ աստղային համակարգերում սովորական երևույթ է»:

Ինչու՞ է սա կարևոր:

HD 181327 համակարգում սառույցի հայտնաբերումն ունի հեռակա նշանակություն.

• Ջրի տարածվածություն. Հայտնագործությունը հաստատում է, որ ջրային սառույցը սովորական բաղադրիչ է պրոտոմոլորակային սկավառակներում՝ բարձրացնելով ջրով մոլորակների գոյության հավանականությունը:
• Մոլորակների ձևավորում. HD 181327-ի սկավառակում տեղի ունեցող գործընթացները նման են 4.6 միլիարդ տարի առաջ մեր Արեգակնային համակարգում տեղի ունեցածներին: Սա օգնում է հասկանալ, թե ինչպես է Երկիրը ձեռք բերել ջուր:
• Կյանքի որոնում. Ջուրը կյանքի համար առանցքային բաղադրիչ է: Սկավառակներում սառույցը կարող է ջուր և օրգանական նյութեր մատակարարել քարքարոտ էկզոմոլորակներին՝ ստեղծելով կենսաբանության համար պայմաններ:
• Երկրի հետ անալոգիա. Երկիրը ջրի մինչև 90%-ը ստացել է գիսաստղերից և աստերոիդներից: HD 181327-ը ցույց է տալիս, որ այս գործընթացը ունիվերսալ է:

Թվեր.

• Հեռավորությունը HD 181327-ից. 155 լուսային տարի (1470 տրիլիոն կմ):
• Սկավառակի չափը. Շառավիղը՝ ~100 աստղագիտական միավոր (15 միլիարդ կմ, ինչպես Կոյպերի գոտին):
• Սառույցի զանգվածը. Հարյուրավոր գիսաստղերի համարժեք՝ Հալլեի գիսաստղի չափերով (10–15 կմ):

Ի՞նչ է հաջորդում:

Աստղագետները պլանավորում են.

• Նոր դիտարկումներ. Ուսումնասիրել այլ աստղերի շուրջ սկավառակները Ուեբի և ապագա Նենսի Ռոմանի աստղադիտակի միջոցով (գործարկումը՝ 2026):
• Քիմիական վերլուծություն. Փնտրել օրգանական մոլեկուլներ (ամինաթթուներ, շաքարներ) HD 181327-ի սկավառակում՝ կյանքի ներուժը գնահատելու համար:
• Մոդելավորում. Վերստեղծել մոլորակների ձևավորման գործընթացները՝ հասկանալու, թե ինչպես է սառույցը վերածվում օվկիանոսների:
• Առաքելություններ. SPHEREx նախագիծը (2025) և ALMA-ն կշարունակեն ջրի որոնումը պրոտոմոլորակային սկավառակներում:

Մինչև 2030 թվականը գիտնականները հույս ունեն կազմել ջրային սառույցի քարտեզ տասնյակ աստղային համակարգերում՝ ճշգրտելով բնակելի աշխարհների հավանականությունը: