Впервые обнаружена «тяжелая вода» в протопланетном диске

На этом художественном изображении показана эволюция молекул тяжелой воды (H₂O, HDO и D₂O), которые наблюдались в гигантских молекулярных облаках, протопланетном диске и кометах — прежде чем они в конечном итоге могли попасть на Землю. Автор: NSF/AUI/NSF NRAO/P. Vosteen, B. Saxton

Астрономы, использующие комплекс радиотелескопов ALMA (Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решётка), впервые обнаружили дважды дейтерированную воду (D₂O, или «тяжелую воду») в протопланетном диске вокруг молодой звезды V883 Ориона. Это означает, что вода в этом диске, а следовательно, и вода в кометах, которые здесь формируются, старше самой звезды, совершив путешествие через космос из древних молекулярных облаков задолго до образования этой солнечной системы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.

«Наше обнаружение неоспоримо демонстрирует, что вода, наблюдаемая в этом протопланетном диске, должна быть старше центральной звезды и сформировалась на самых ранних этапах образования звезд и планет, — делится Марго Лемкер, ведущий автор статьи и научный сотрудник кафедры физики Миланского университета. — Это представляет собой крупный прорыв в понимании пути воды через процесс формирования планет и того, как эта вода попала в нашу солнечную систему, а возможно, и на Землю, через аналогичные процессы».

Означает ли это, что вода в вашей утренней чашке кофе может быть старше Солнца? Химический анализ D₂O показывает, что эти молекулы воды пережили бурные процессы формирования звезд и планет, пройдя миллиарды километров через пространство и время, прежде чем оказаться в планетных системах, подобных нашей. Вместо того чтобы быть разрушенной и заново образованной в диске, основная часть этой воды унаследована от самых ранних, самых холодных стадий звездообразования — космическая «передачка», которая может присутствовать и на Земле сегодня.

Карты каналов излучения D₂O в сравнении с HDO. Автор: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02663-y.

«До сих пор мы не были уверены, образуется ли большая часть воды в кометах и планетах заново в молодых дисках, подобных V883 Ориона, или же она «первозданна» и происходит из древних межзвездных облаков», — делится Джон Тобин, ученый из Национальной радиоастрономической обсерватории США и второй автор новой статьи.

Обнаружение тяжелой воды с использованием чувствительных соотношений изотопологов (D₂O/H₂O) доказывает древнее происхождение воды и предоставляет недостающее звено между облаками, дисками, кометами и, в конечном счете, планетами. Это открытие является первым прямым доказательством межзвездного путешествия воды из облаков в материалы, формирующие планетные системы, — без изменений и в целости.

Вода является основополагающей для жизни и обитаемости. Знание того, откуда берется планетарная вода, помогает нам понять ингредиенты для жизни в нашей солнечной системе и других. Это открытие предполагает, что многие молодые планеты, и, возможно, даже миры за пределами нашей системы, могут наследовать воду, которая на миллиарды лет старше их самих, напоминая нам, насколько глубоко взаимосвязано наше существование с древним прошлым Вселенной.

Больше информации: Margot Leemker et al, Pristine ices in a planet-forming disk revealed by heavy water, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02663-y.

Источник: National Radio Astronomy Observatory