Kosmiczne megafabryki wody
To, że nie tylko supernowe zasilają przestrzeń w związki i pierwiastki niezbędne do tworzenia skalistych planet podobnych do Ziemi było wiadomo już od jakiegoś czasu. Mechanizm jest prosty. Nawet mniejsze gwiazdy u schyłku życia wpompowują w okoliczną przestrzeń spore ilości metali przechodząc stadium czerwonych olbrzymów i budowy dysków pyłowych (tu słowo wyjaśnienia, zawodowi astronomowie mają taką przypadłość, że wszystko co nie jest wodorem lub helem , nazywają metalem ;) ). Trochę szczegółów można znaleźć na astropolis tutaj:
http://astropolis.pl/astrofizyka/nie-tylko-supernowe-zasilaja-cykl-zycia/
Prawdą jest, że do utworzenia tych najcięższych pierwiastków typu złoto czy platyna, trzeba czegoś więcej niż napuchnięta, umierająca, średniej wielkości gwiazda. Skupmy się jednak na "lżejszych metalach" jak węgiel czy tlen. To one interesują nas najbardziej z punktu widzenia poszukiwań życia, choć trochę podobnego do naszego. Ostatnio zostałem zapytany o to, skąd się wzięła taka fajna atmosfera na Ziemi, skoro na początku było tyle toksycznego syfu. Aby nie wdawać się w długie dyskusje, odesłałem człowieka do artykułu "Ciężka dola Geologa":
http://www.astropolis.pl/story/ciezka-dola-geologa-badania-nad-wczesna-ziemia
Teoretycznie wszystkie odpowiedzi jak na dłoni. Teoretycznie.
Pytający to kumaty zawodnik, szybko przetrawił ze zrozumieniem podetknięty artykuł. Po jakimś czasie wrócił. Coś tu nie gra. Powiedz mi skąd w takim razie te pra-oceany na staruszce. Odpowiedziałem zgodnie z posiadaną wiedzą, że generalnie to cała woda pochodzi z materiału dysku protoplanetarnego w którym uformowała się Ziemia, oraz z późniejszego okresu, z ogromnej ilości komet które nawiedziły naszą planetę w czasie "wielkiego bombardowania". Lodu w Układzie Słonecznym starczy na jeszcze nie jeden taki ocean Generalnie wszędzie jest pełno wody. Herschel szuka jej z powodzeniem od jakiegoś już czasu, popatrz tutaj:
http://astropolis.pl/astrofizyka/herschel-hifi-na-tropie-kosmicznej-wody/
Nie minęło parę chwil jak przyszedł ponownie. A skąd ta cała woda w kometach i dysku protoplanetarnym? ...i tu mnie złapał, bo odpowiedź nie jest już taka oczywista. No, z umierających gwiazd... Tak, chyba czas pokopać trochę głębiej, bo zagadnienie nie wydaje się być trywialne. Od gwiazdowego wiatru cięższych pierwiastków wydmuchanych przez stare czerwone olbrzymy do wody na skalistej planecie droga wydaje się być długa i skomplikowana. Czy aby na pewno?
W 2001 roku astronomowie odkryli obłok pary wodnej wokół starej, dogorywającej gwiazdy IRC +10216. To, że gwiazda otuliła się pyłowym obłokiem nie było specjalnie zaskakujące. To sędziwa babcia. Takie gwiazdy nazywane są carbon stars. Sama woda w obłoku zainteresowała badaczy choć jeszcze daleko było do sensacji. Co i rusz się na natykamy na wodę w przestrzeni kosmicznej. Założono, że umierająca gwiazda rozrastając się, odparowała sporo komet, a może i planet i stąd wykrywana woda. Ostatnio skierowano jednak na IRC +10216 oczy teleskopu Herschela, pracujące w podczerwieni PACS i SIRE. Otrzymane wyniki już jednak nie były rutynowe. Doskonała czułość instrumentów Herschela wykazała, że temperatura wody otaczającej IRC +10216 waha się od około -200 C do 800 C. To za gorąco, by wykryta woda mogła powstać z odparowanych komet. Wokół umierającej, spuchniętej gwiazdy musi zachodzić proces produkujący wodę w całym otaczającym ją obłoku.
Analizy i obserwacje jakich dokonano po tym odkryciu wykazały spore zagęszczenia wody w obłoku IRC +10216, tworzące w nim całe struktury. Astronomowie doszli do wniosku, że materiał ten nie został wstrzyknięty jednorazowo do chmury otaczającej gwiazdę, ale jest w niej tworzony cały czas. Jedynie promieniowanie ultrafioletowe z okolicznych gwiazd może dotrzeć w głąb obłoku pyłowego i doprowadzić do rozpadu cząsteczek takich jak tlenek węgla czy tlenek krzemu, produkowanych przez umierającą gwiazdę i uwolnić atomy tlenu. A wolne atomy tlenu nie lubią siedzieć same. Szybko łączą się z wodorem obecnym w pyłowej chmurze, tworząc wodę. Bardzo dużo wody.
Na koniec takie przemyślenie. Szukamy źródeł naszego pochodzenia. Pochodzenia życia w ogóle. Jest wiele głosów jak "niesamowite" i "cudowne" zbiegi okoliczności musiały zajść , by powstało życie jakie znamy. Mam jednak wrażenie, że powszechność tego co niezbędne do powstania życia daje ewolucji po prostu "łatwe rozwiązanie". Najlepiej przecież budować z tego co pod ręką.
Bazując na:
http://astropolis.pl/astrofizyka/nie-tylko-supernowe-zasilaja-cykl-zycia/
http://astropolis.pl/astrofizyka/herschel-hifi-na-tropie-kosmicznej-wody/
http://www.astropolis.pl/planeta-ziemia/themis-nosicielka-dobrej-nowiny-/
http://www.astropolis.pl/planety-pozasloneczne/przepis-na-zywa-planete/
http://www.astropolis.pl/planeta-ziemia/goraczka-mlodej-ziemi/
http://www.astropolis.pl/planeta-ziemia/ciezka-dola-geologa-badania-nad-wczesna-ziemia/
http://www.esa.int/esaCP/SEMW76EODDG_index_0.html
http://www.astropolis.pl/planety-pozasloneczne/zadanie-przetrwac-narodziny/
http://www.astropolis.pl/planety-pozasloneczne/czy-wiesz-jak-powstaje-planeta-2/
Foto credit: NASA/ESA - M. Livio and STScl
Opublikowany - IX.2010