Jak voda chránila naše molekuly

Pin
Send
Share
Send

Člověk by si myslel, že vytvoření štítu z vody by nešlo moc dobře (každopádně ne ve středověkých bojích). V jejich případě ochrana před širokými meči nebyla tak důležitá jako účinky ultrafialového záření ze Slunce.

UV záření je na molekulách docela těžké, protože je snadno rozdělí na jejich základní části. Větší organické molekuly, které se spojily v prašném disku, z nichž se naše planety tvořily před miliardami let, by se sluneční paprsky rozpadly, ale výpočty dvou astronomů na Michiganské univerzitě ukazují, že tisíce oceánů za vodu přítomné v protoplanetární disk může chránit další molekuly před rozpadem.

Edwin (Ted) Bergin a Thomas Bethell, oba z Astronomického ústavu na Michiganské univerzitě, vypočítali, že v systémech podobných slunci může dostatek vody brzy absorbovat většinu ultrafialového světla z centrální hvězdy. Tím, že chrání další molekuly před rozdělením, přetrvávají i v pozdějších fázích vývoje disku. Jinými slovy, tyto molekuly visí, dokud se nevytvoří planetesimály a planety, a tento mechanismus mohl chránit složky života před pustošením Slunce v naší vlastní Sluneční soustavě.

Circumstellar disky modelované Bergin a Bethell v jejich papíru patří DR Tau, AS 205A a AA Tau.

Bergin řekl časopisu Space Magazine: „V současné době byly pozorovány 4 systémy s vodní parou. Všechny jsou v souladu s naším modelem. Chápu, že Spitzer má spoustu dalších detekcí vodní páry, ale ty musí být teprve zveřejněny. Vodní pára, kterou vidíme, je v těchto systémech neustále doplňována vysokoteplotní chemií, takže byste neviděli žádnou degradaci. “

V systémech jako je sluneční soustava tvoří planety z disku prachu a plynu, který obklopuje mladou hvězdu. Tento velký plochý disk později ztuhne na planety, komety a asteroidy. V blízkosti středu disku, mezi 1 a 5 astronomickými jednotkami, mohla teplá vodní pára v disku „chránit“ molekuly uvnitř této vrstvy před rozpadem UV zářením.

H2O se při vystavení UV záření rozkládá na vodík a hydroxid. Hydroxid lze dále rozložit na atomy kyslíku a vodíku. Voda se však na rozdíl od jiných molekul rychle mění a doplňuje štít vodní páry.

Menší prachová zrna uvnitř disku zachycují část UV záření v časných fázích tvorby protoplanetárního disku. Jakmile však tato prachová zrna začnou sněhovou kouli rozmělňovat na větší kousky, UV světlo filtruje skrz molekuly uvnitř vnitřních částí disku, kde se planety nacházejí v raných stádiích formace.

Předchozí model toho, jak organické molekuly přetrvávaly kolem tohoto bodu, naznačoval, že komety z vnější části disku nějak padají do středu a uvolňují vodu, aby absorbovaly škodlivé záření. Tento model však nevysvětlil dosavadní měření hydroxidů na discích.

Pokud je přítomno dostatek vody, což se zdá být případem hrstky disků pozorovaných Spitzerovým vesmírným dalekohledem, zůstávají tyto další molekuly nedotčeny a jako bonus se voda přítomná ve vnitřních částech disku také drží kolem.

Bergin řekl časopisu Space Magazine: „Existují další molekuly, které se mohou chránit samy - CO a H2 - ale tyto nemohou chránit i jiné molekuly (protože zachycují pouze zlomek spektra světla). Voda je jediná se silnou formací, která dokáže kompenzovat destrukci. Pak poskytuje úplné stínění jiným druhům. Je nepravděpodobné, že by to udělala jiná molekula. “

Tento mechanismus by chránil pouze vodní páru a další molekuly ve vnitřní části disku, nejblíže hvězdě.

"Bude to pravděpodobně aktivní v několika vnitřních AU - v určitém okamžiku řeknou, že mezi 5-10 AU bude neaktivní a věci budou pro různé druhy [molekuly] nehostinné," řekl Bergin.

Kam tedy jde voda, jakmile se vytvoří planety? Pára nejblíže ke hvězdě - do 1 AU - se nakonec rozpadne hvězdným světlem na vodík a kyslík. Asi 3 AU od hvězdy by mohla voda tvořit část planet a asteroidů, které se v této oblasti vytvářejí. Mohly to být takové asteroidy, které během své rané formace přenášely vodu na povrch Země a naplňovaly naše oceány. Mimo tuto oblast se H2O rozkládá na vodík a kyslík a fouká do vesmíru, řekl Bergin.

Na otázku, zda byl tento ochranný štít vody přítomen v naší vlastní sluneční soustavě, odpověděl Bergin: „Když říkáme, že v obytné zóně byly tisíce oceánů vodní páry, máme na mysli hvězdy podobné Slunci. Pravděpodobně to bylo také kolem našeho Slunce. “

Zdroj: Physorg, Science, e-mailový rozhovor s Tedem Berginem

Pin
Send
Share
Send