Вода может быть старше, чем мы думали изначально, и являться ключевым компонентом первых галактик

Водяной пар в первичных гало. <b>a</b>,<b>b</b>, Изображения, смоделированные на расстоянии 1 кпк водяного пара в сверхновой CC 13 M _⊙ через 90 млн лет после взрыва (<b>a</b>) и сверхновой PI 200 M _⊙ через 3 млн лет после взрыва (<b>b</b>). Массовые доли диффузного водяного пара в гало варьируются от 10⁻¹⁴ до 10⁻¹² в сверхновой CC и от 10⁻¹² до 10⁻¹⁰ в сверхновой PI. Плотные сгустки с гораздо более высокой массой воды видны как желтые точки в центрах обоих изображений. Автор: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w

Вода могла впервые образоваться через 100–200 миллионов лет после Большого взрыва, согласно статье о моделировании, опубликованной в Nature Astronomy. Авторы предполагают, что образование воды могло произойти во Вселенной раньше, чем считалось ранее, и, возможно, она была ключевым компонентом первых галактик.

Вода имеет решающее значение для жизни, какой мы ее знаем, и ее компоненты — водород и кислород — как известно, образовались разными способами. Более легкие химические элементы, такие как водород, гелий и литий, были созданы во время Большого взрыва, но более тяжелые элементы, такие как кислород, являются результатом ядерных реакций внутри звезд или взрывов сверхновых. Таким образом, неясно, когда вода начала образовываться во Вселенной.

Исследователь Дэниел Уэйлен и его коллеги использовали компьютерные модели двух сверхновых — первую для звезды в 13 раз больше массы Солнца, а вторую для звезды в 200 раз больше массы Солнца — для анализа продуктов этих взрывов. Они обнаружили, что в первой и второй симуляции было создано 0,051 и 55 солнечных масс (где одна солнечная масса — это масса нашего Солнца) кислорода соответственно из-за очень высоких достигнутых температур и плотностей.

Уэйлен и коллеги обнаружили, что по мере того, как этот газообразный кислород охлаждался и смешивался с окружающим водородом, оставшимся после сверхновых, в оставшихся плотных сгустках материала образовывалась вода. Эти сгустки, вероятно, стали местами формирования второго поколения звезд и планет.

В первой симуляции авторы обнаружили, что масса воды достигла величин, которые были эквивалентны примерно от одной стомиллионной до одной миллионной массы Солнца в течение 30–90 миллионов лет после сверхновой. Во второй симуляции количество воды достигло примерно 0,001 массы Солнца через 3 миллиона лет.

Авторы предполагают, что если вода смогла пережить формирование первых галактик (потенциально разрушительный процесс), она могла участвовать в формировании планет миллиарды лет назад.

Больше информации: D. J. Whalen et al, Abundant water from primordial supernovae at cosmic dawn, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w

Источник: Nature Publishing Group