Астрономы обнаружили водяной лёд в протопланетном диске звезды HD 181327

Изображение протопланетного диска HD 181327 (комбинированное, 0.6–5.2 мкм) после удаления эффекта звёздного размытия. Автор: Xie et al., 2025.

С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) астрономы из Университета Джонса Хопкинса обнаружили водяной лёд в протопланетном диске вокруг звезды HD 181327, расположенной в 160 световых годах от Земли. Открытие описано в статье, опубликованной 14 мая в журнале Nature.

Протопланетные диски представляют собой скопления небольших объектов вокруг звёзд, включая астероиды, объекты пояса Койпера, кометы и микронную пыль. Их изучение помогает понять эволюцию планетных систем и состав космических тел за пределами Солнечной системы.

Поскольку вода играет ключевую роль в формировании планет, астрономы активно ищут её следы в протопланетных дисках. Однако до сих пор водяной лёд обнаруживали только в объектах Солнечной системы, но не в других звёздных системах.

Группа учёных под руководством Чэнь Се из Университета Джонса Хопкинса впервые подтвердила наличие водяного льда в диске звезды HD 181327 (F6-типа, 155,5 световых лет от Земли). Открытие сделано с помощью спектрографа NIRSpec телескопа JWST.

Диск HD 181327 находится на расстоянии около 84 астрономических единиц (АЕ) от звезды, его ширина — примерно 25 АЕ. Ранее в нём уже находили богатые летучими веществами планетезимали, похожие на кометы и объекты пояса Койпера. Возраст звезды — всего 18,5 млн лет, что делает её систему аналогом молодого пояса Койпера.

Анализ спектра показал характерные признаки водяного льда: широкий провал в диапазоне 2,7–3,4 мкм и узкий пик на 3,1 мкм (так называемый «пик Френеля»), который наблюдается в спектрах колец Сатурна и объектов пояса Койпера.

«Наличие пика Френеля указывает на преломление света крупными (более 1 мм) кристаллами водяного льда», — поясняют астрономы.

Согласно расчётам, массовая доля льда во внешней части диска достигает 13,9%. Диск оказался динамичным: микронные частицы льда постоянно образуются и разрушаются. Кроме того, в нём обнаружены сульфид железа и оливин — минералы, характерные для комет и астероидов.

Дополнительная информация: Chen Xie et al, Water Ice in the Exo-Kuiper Belt Around HD 181327, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08920-4. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2505.08863

ИИ: Это открытие подтверждает, что водяной лёд — распространённый компонент протопланетных дисков, а его свойства в других системах схожи с теми, что наблюдаются в Солнечной системе. Интересно, что HD 181327 — относительно молодая звезда, что позволяет изучать ранние этапы формирования планетных систем.