Вода могла існувати у Всесвіті набагато раніше, ніж ми думали

Вода могла з’явитися у Всесвіті набагато раніше, ніж вважалося раніше

Вода є фундаментальним елементом життя, яким ми його знаємо. Її наявність на Землі та інших небесних тілах давно інтригує вчених. До цього часу дослідники вважали, що вода сформувалася відносно пізно в історії Всесвіту. Однак нові відкриття свідчать, що вода могла з’явитися набагато раніше, ніж припускали раніше.

Дослідження, опубліковане в журналі Nature Astronomy, припускає, що вода могла виникнути вже через 100–200 мільйонів років після Великого вибуху. Це відкриття кидає виклик давнім уявленням і відкриває нові можливості для розуміння походження води в космосі. Якщо вода існувала вже на такому ранньому етапі, вона могла відіграти важливу роль у формуванні перших галактик і планет.

Походження складових води у Всесвіті

Вода складається з двох елементів – водню та кисню.

• Водень був одним із перших елементів, які з’явилися після Великого вибуху, разом із гелієм і літієм. Ці легкі елементи сприяли утворенню перших зірок і галактик.
• Кисень, навпаки, не існував від самого початку. Він з’явився пізніше всередині масивних зірок і розповсюдився в космос після їхніх вибухів у формі наднових.

Дослідники довго сперечалися про те, коли саме могла утворитися вода, оскільки водень і кисень мали різне походження. Водень завжди був у космосі, але кисень спочатку мав синтезуватися всередині зірок. Через це залишалося незрозумілим, наскільки рано могла з’явитися вода у Всесвіті.

Народження води

Група дослідників під керівництвом Даніеля Вейлена з Портсмутського університету вирішила дослідити це питання за допомогою комп’ютерного моделювання.

Вони проаналізували дві наднові:

• перша – зірка масою 13 мас Сонця
• друга – надмасивна зірка масою 200 мас Сонця

Вчені спостерігали, як після вибухів ці зірки утворювали й розсіювали хімічні елементи.

Результати:

• Менша наднова виробила 0,051 сонячних мас кисню
• Більша – 55 сонячних мас кисню

Ці висновки вказують, що навіть найдавніші покоління зірок могли виробляти значні кількості кисню, що зробило можливим утворення води набагато раніше, ніж вважалося.

Як вода утворювалася після вибухів наднових

Дослідження показало, що кисень, викинутий після вибухів наднових, змішувався з воднем, який уже був у космосі. Коли ця суміш охолоджувалася, почали утворюватися молекули води. Вони накопичувалися в щільних хмарах газу і пилу, які згодом стали місцями народження нових зірок і планет.

У першій симуляції невелика кількість води сформувалася через 30–90 мільйонів років після вибуху. Її маса становила від однієї стомільйонної до однієї мільйонної маси Сонця.

У другій симуляції вода утворилася набагато швидше – всього за 3 мільйони років, досягнувши маси 0,001 маси Сонця. Ці результати вказують, що вода могла існувати у Всесвіті набагато раніше, ніж припускали вчені.

Чи змогла ця вода зберегтися?

Головне питання, яке залишається відкритим – чи могла ця рання вода пережити процес формування перших галактик? Ранні галактики утворювалися в надзвичайно турбулентних умовах, з інтенсивним випромінюванням і гравітаційними силами.

Однак, якщо вода змогла пережити ці хаотичні процеси, вона могла бути включена в утворення планет мільярди років тому. Це відкриває можливість, що вода була присутня в планетарних системах ще на ранніх етапах історії Всесвіту.

Ці висновки мають величезне значення, оскільки вони припускають, що інгредієнти для життя могли існувати ще до того, як сформувалася Земля та інші відомі планети.

Новий погляд на воду у Всесвіті

Це дослідження змінює традиційне уявлення про формування води у Всесвіті. Вчені тепер мають докази того, що вода могла з’явитися значно раніше, ніж вважалося раніше. Якщо вода існувала ще до повного формування перших галактик, це означає, що багато давніх планетарних систем могли мати доступ до неї.

Це відкриває нові питання:

• Які умови потрібні для зародження життя за межами Землі?
• Чи відбувалися подібні процеси в інших куточках Всесвіту?

Дослідження історії води у космосі допомагає нам зрозуміти, як могло зародитися життя. Ця робота наближає нас до розгадки таємниць минулого Всесвіту та ймовірності існування життя за межами Землі. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy.