Można by pomyśleć, że wykonanie tarczy z wody nie przyniosłoby wiele dobrego (zresztą zresztą nie w średniowiecznych odtworzeniach walki). W ich przypadku ochrona przed mieczami nie była tak istotna, jak skutki promieniowania ultrafioletowego ze Słońca.
Światło UV jest dość trudne dla cząsteczek, ponieważ łatwo rozbija je na części składowe. Większe cząsteczki organiczne, które zlewały się w zakurzonym dysku, z którego nasze planety powstały miliardy lat temu, zostałyby rozbite przez promienie słoneczne, ale obliczenia dwóch astronomów z University of Michigan pokazują, że tysiące oceanów warte są w wodzie dysk protoplanetarny może chronić inne molekuły przed rozpadem.
Edwin (Ted) Bergin i Thomas Bethell, obaj z Wydziału Astronomii Uniwersytetu Michigan, obliczyli, że w układach podobnych do Słońca obfitość wody na wczesnym etapie może pochłonąć dużą część promieniowania ultrafioletowego z gwiazdy centralnej. Chroniąc inne cząsteczki przed rozbiciem, nadal utrzymują się na późniejszych etapach rozwoju dysku. Innymi słowy, cząsteczki te wiszą wokół siebie, aż do powstania planetozymali i planet, a mechanizm ten mógł być chroniony przez składniki życia przed zniszczeniem Słońca w naszym Układzie Słonecznym.
Dyski okołogwiazdowe modelowane przez Bergina i Bethell w swojej pracy to DR Tau, AS 205A i AA Tau.
Bergin powiedział Space Magazine: „Obecnie istnieją 4 systemy z obserwowaną parą wodną. Wszystkie są zgodne z naszym modelem. Rozumiem, że Spitzer wykrył wiele innych wykrywaczy pary wodnej, ale jeszcze ich nie opublikowano. Para wodna, którą widzimy, jest stale uzupełniana przez chemię wysokotemperaturową w tych systemach, więc nie zauważysz żadnej degradacji. ”
W układach takich jak Układ Słoneczny planety powstają z dysku pyłu i gazu otaczającego młodą gwiazdę. Ten duży, płaski dysk później zestala się w planety, komety i asteroidy. W pobliżu środka dysku, od 1 do 5 jednostek astronomicznych, ciepła para wodna na dysku może „chronić” cząsteczki wewnątrz tej warstwy przed rozbiciem przez światło UV.
H2O rozkłada się pod wpływem promieniowania UV na wodór i wodorotlenek. Wodorotlenek można dalej rozbić na atomy tlenu i wodoru. Ale woda, w przeciwieństwie do innych cząsteczek, reformuje się w szybkim tempie, uzupełniając tarczę pary wodnej.
Mniejsze ziarna pyłu w dysku wychwytują część promieniowania UV we wczesnych okresach formowania dysku protoplanetarnego. Jednak gdy te ziarna pyłu zaczynają zamieniać się w większe kawałki, światło ultrafioletowe filtruje i rozbija molekuły w wewnętrznych częściach dysku, gdzie planety są na wczesnym etapie formowania.
Poprzedni model utrzymywania się cząsteczek organicznych poza tym punktem sugerował, że komety z zewnętrznej części dysku w jakiś sposób wpadają do środka, uwalniając wodę, aby pochłonąć szkodliwe promieniowanie. Ale ten model nie wyjaśnił dotychczasowych pomiarów wodorotlenku dla dysków.
Jeśli obecna jest wystarczająca ilość wody, co wydaje się mieć miejsce na kilku dyskach obserwowanych przez Spitzer Space Telescope, te inne cząsteczki pozostają nietknięte, a jako bonus woda obecna w wewnętrznych częściach dysku również przylega.
Bergin powiedział Space Magazine: „Istnieją inne molekuły, które mogą się chronić - CO i H2 - ale nie mogą one również chronić innych cząsteczek (ponieważ wychwytują tylko ułamek spektrum światła). Woda jest jedyną silną formacją, która może zrekompensować zniszczenie. Następnie zapewnia pełną ochronę dla innych gatunków. Jest mało prawdopodobne, że zrobi to inna cząsteczka. ”
Mechanizm ten chroniłby jedynie parę wodną i inne cząsteczki w wewnętrznej części dysku, najbliżej gwiazdy.
„Prawdopodobnie będzie to działało w kilku wewnętrznych jednostkach AU - w pewnym momencie powiedzmy, że między 5–10 jednostek AU stanie się nieaktywne i rzeczy będą niegościnne dla różnych gatunków [cząsteczek]” - powiedział Bergin.
Gdzie więc płynie cała woda po uformowaniu się planet? Para najbliższa gwiazdy - w odległości około 1 AU - ostatecznie ulega rozkładowi przez światło gwiazd na wodór i tlen. Około 3 AU od gwiazdy woda może stanowić część planet i planetoid, które powstają w tym regionie. Mogły to być takie asteroidy, które przenosiły wodę na powierzchnię Ziemi podczas jej wczesnego formowania, wypełniając nasze oceany. Poza tym regionem H2O rozkłada się na wodór i tlen i wdmuchuje w przestrzeń kosmiczną, powiedział Bergin.
Zapytany, czy ta ochronna tarcza wody jest obecna w naszym Układzie Słonecznym, Bergin odpowiedział: „Kiedy mówimy, że w strefie zamieszkiwalnej były tysiące oceanów pary wodnej, mamy na myśli gwiazdy podobne do Słońca. Przypuszczalnie było to również obecne wokół naszego Słońca. ”
Źródło: Physorg, Science, wywiad e-mailowy z Tedem Berginem
