Ved hjælp af James Webb Space Telescope (JWST) har astronomer fra Johns Hopkins University (JHU) og andre steder detekteret vandis på en affaldsdisk omkring HD 181327 – en ung stjerne beliggende inden for 160 lysår væk fra jorden. Fundet blev rapporteret i et papir, der blev offentliggjort 14. maj i tidsskriftet Natur.
Affaldsdiske er samlinger af små kroppe omkring stjerner, herunder asteroider, Kuiper-bælteobjekter, kometer og også mikron-størrelse affaldsstøv. Observationer af affaldsskiver kunne hjælpe os med bedre at forstå udviklingen af planetariske systemer, sammensætningen af støv, kometer og planetesimaler uden for vores solsystem.
I betragtning af at vand spiller en nøglerolle i dannelsen af planeter og mindre kroppe, ser astronomer efter dens tilstedeværelse også i affaldsskiver. Selvom vandis er blevet det ofte blevet detekteret i Kuiper -bælteobjekter og kometer i solsystemet, er der ikke fundet nogen definitivt bevis for vandis i ekstrasolære affald til dato.
Nu hævder en nylig undersøgelse foretaget af et team af astronomer ledet af JHU’s Chen Xie opdagelsen af vandis i en affaldsskive fra HD 181327-en F6-type stjerne i en afstand af omkring 155,5 lysår væk. Detektionen blev foretaget ved hjælp af JWSTs næsten infrarøde spektrograf (NIRSPEC).
“Her rapporterer vi opdagelsen af vandis i HD 181327-disken ved hjælp af James Webb-rumteleskopet nær-infrarødt spektrograf,” skriver forskerne i papiret.
Disken fra HD 181327 er i en afstand af cirka 84 AU, og dens bredde er ca. 25 AU. Tidligere observationer af denne disk har identificeret tilstedeværelsen af flygtige rige planetesimaler svarende til kometer og kuiper bælteobjekter. Dette sammen med stjernens relativt unge alder på 18,5 millioner år gør disken til en ung Kuiper -bælteanalog og derfor et fremragende sted at søge efter vandis.
Xie’s team rapporterer, at diskreflektionsspektret af HD 181327 på 90–105 AU fra den har en bred skålformet dukkert mellem 2,7 og 3,4 um. Dette er i overensstemmelse med 3 um funktionen ved vandis. Desuden opdagede de en smal og stærk top ved 3,1 um i både diskspektret og dets reflektansspektrum, og de tilskriver det Fresnel -toppen af vandis, som observeret i spektrene af Saturns ringe og Kuiper Belt -genstande.
“Tilstedeværelsen af Fresnel -toppen er tegn på brydningslinsering ved den krystallinske form af store (dvs.> 1 mm) vandispartikler,” forklarer astronomerne.
Baseret på de nye fund konkluderer forskerne derfor, at affaldsskiven fra HD 181327 har et vand-is-reservoir, rig på materialer, der findes i iskolde kroppe i de ydre dele af solsystemet.
Vand-ismassefraktionen ved den ydre del af disken omkring HD 181327 blev målt for at nå 13,9%, og disken viste sig at være dynamisk, hvor iskolde i mikron-størrelse blev oprettet og ødelagt.
Ud over påvisning af vandis fandt undersøgelsen også tilstedeværelsen af jernsulfid og olivin på den undersøgte disk. Forfatterne af papiret forklarede, at jernsulfid er fundet i mikrometeorit- og kometprøver, mens olivin er en meget almindelig ildfast støvart i protoplanetære diske, affaldsskiver samt i kometer og asteroider.