Для любой жизни нужна вода — от мельчайших микробов до крупнейших млекопитающих. Но как она появилась? Понятно, что, как и всякий элемент, она сформировалась благодаря звездам…Но когда? В какой момент во вселенной появились первые капли воды? Портал supercluster.com попытался найти ответ.
Телескопы, наблюдающие за самыми дальними уголками космоса, обнаружили, что залежи воды существовали уже спустя два миллиарда лет после Большого взрыва. Однако недавняя научная работа, опубликованная в журнале Nature Astronomy, выдвинула другую гипотезу: вода могла появиться всего через 100-200 млн лет после формирования вселенной. По расчетам авторов работы, большие объемы воды зародились близко к космическому рассвету — моменту зарождения первых звезд.
Тяжело передать, насколько неожиданно ранним является этот срок. Если вывод научной работы истинен, то вода, главный ингредиент жизни, существовала даже до того, как появилась наша галактика. Но у исследования есть ряд серьезных нюансов. Ученые не нашли эту древнюю воду сами; они использовали симуляции теоретической звезды чтобы понять, как рано могла появиться вода при определенных условиях. Но благодаря четкости этих симуляций можно предположить, что, если первородные звезды существовали близко к рассвету, то они наверняка погибли в момент Большого взрыва.
Помимо этого, если симуляции верны, то, возможно, Земля — лишь одна из длинной череды океанических планет. Плотные водяные ядра потенциально могут быть источниками прото-планетарных дисков, что, в свою очередь, означает вероятность появления пригодных для жизни планет аж на рассвете вселенной.
По факту, вода — не что иное как побочный продукт смерти звезд. Об этом немного непривычно думать с подобного ракурса, поскольку на ум приходят скорее металлы или какие-либо редкоземельные элементы, но сегодня вода находится повсюду. Хоть на Земле, хоть на мириадах леденистых спутников в Солнечной системе. Да и формирование воды не требует редчайшего стечения обстоятельств: двум атомам водорода достаточно столкнуться с одним атомом кислорода в достаточно холодном участке вселенной.
Авторы научной работы изучили две теоретические звезды III популяции: одна в 13 раз больше Солнца, а другая — в 200. Та, что поменьше, горела на протяжении всего 12,2 млн лет, тогда как вторая — 2,6 млн. Обе закончили свое существование взрывами двумя типов сверхновых, в результате которых вокруг бывших звезд сформировались нимбы космического мусора.
Первое время оба нимба были слишком горячими для смешения кислорода и водорода; газу нужно остыть, прежде чем может сформироваться вода. Материя миллионы лет дрейфовала в космосе, пока не прошло 2-3 млн лет с момента взрыва гигантской сверхновой (и 30 млн лет — с момента взрыва сверхновой поменьше). Нимбы остыли, их расширение вошло в турбулентную фазу, что создало вихри, притянувшие еще больше материи.
Кислород и водород в этих плотных, холодных ловушках смогли соединиться — и начала скапливаться вода. Если верить симуляции, масса воды, собранная в нимбе малой сверхновой, составляет треть от массы Земли. А в гигантской скопилось 330 земных масс в водном эквиваленте.
По словам самих авторов научной работы, подобные результаты достаточно предсказуемы. Но важно учитывать ряд неясностей, которые не позволяют заявлять о чем-то наверняка. Так, никто пока не знает типичную массу звезд III популяции — это прямо влияет на их способность производить воду. Кроме того, никто не видел звезды этого типа собственными глазами: даже космический телескоп «Джеймс Уэбб» не обнаружил ничего подобного.
