Man skulle kunna tro att att skapa en sköld ur vattnet inte skulle göra så mycket bra (inte i medeltida stridsåterföring, i alla fall). I deras fall var skyddet från breddsord inte lika mycket oroande som effekterna av ultraviolett strålning från solen.
UV-ljus är ganska hårt på molekyler eftersom det lätt bryter dem upp i deras beståndsdelar. Större organiska molekyler som sammanfogades i den dammiga skivan som våra planeter bildade för miljarder år sedan skulle ha brutits isär av solens strålar, men beräkningar av två astronomer vid University of Michigan visar att tusentals vatten värda vatten finns i en protoplanetärisk skiva kan skydda andra molekyler från att brytas upp.
Edwin (Ted) Bergin och Thomas Bethell, båda av Institutionen för astronomi vid University of Michigan, beräknade att i solliknande system kan överflödet av vatten tidigt absorbera mycket av ultraviolett ljus från den centrala stjärnan. Genom att skydda andra molekyler från att brytas upp fortsätter de att fortsätta i de senare stadierna av hårddiskens utveckling. Med andra ord, dessa molekyler hänger runt tills bildandet av planetesimaler och planeter, och denna mekanism kunde ha bevakats livets beståndsdelar från solens härjningar i vårt eget solsystem.
Circumstellar-skivor modellerade av Bergin och Bethell i deras papper inkluderar DR Tau, AS 205A och AA Tau.
Bergin berättade för Space Magazine, ”För närvarande har fyra system med vattenånga observerats. Alla överensstämmer med vår modell. Jag förstår att det finns många andra upptäckter av vattenånga av Spitzer men dessa har ännu inte publicerats. Vattenångan som vi ser fylls kontinuerligt på med hög temperaturkemi i dessa system, så du skulle inte se någon nedbrytning. ”
I system som solsystemet bildas planeter från en skiva med damm och gas som omger den unga stjärnan. Denna stora platta skiva stelnar senare till planeter, kometer och asteroider. Nära mitten av skivan, mellan 1 och 5 astronomiska enheter, kan varm vattenånga i skivan "skydda" molekyler i detta skikt från att brytas isär av UV-ljus.
H2O bryts ned när den utsätts för UV-ljus i väte och hydroxid. Hydroxiden kan nedbrytas ytterligare till syre- och väteatomer. Men vatten, till skillnad från andra molekyler, reformerar snabbt och fyller på vattenångens sköld.
Mindre dammkorn inom skivan fångar en del av UV-strålningen under de tidiga formationsperioderna på en protoplanetär disk. När dessa dammkorn börjar snöbollas i större bitar, filtrerar UV-ljuset igenom och bryter isär molekyler i de inre delarna av skivan, där planeter befinner sig i sina tidiga stadier av bildandet.
Den föregående modellen för hur organiska molekyler fortsatte förbi denna punkt antydde att kometer från den yttre delen av skivan på något sätt föll in i mitten och släpper vatten för att absorbera den skadliga strålningen. Men denna modell förklarade inte hydroxidmätningarna för diskarna som hittills observerats.
Om det finns tillräckligt med vatten, vilket verkar vara fallet på en handfull diskar som observerats av Spitzer Space Telescope, förblir dessa andra molekyler intakta, och som en bonus vattnet som finns i de inre delarna av skivan sticker också runt.
Bergin berättade för Space Magazine, "Det finns andra molekyler som kan skydda sig själva - CO och H2 - men dessa kan inte heller skydda andra molekyler (eftersom de bara fångar en bråkdel av ljusets spektrum). Vatten är den enda med en stark bildning som kan kompensera för förstörelse. Det ger sedan full avskärmning för andra arter. Det är osannolikt att en annan molekyl kommer att göra detta. ”
Denna mekanism skulle bara skydda vattenånga och andra molekyler i den inre delen av skivan, närmast stjärnan.
"Detta kommer troligen att vara aktivt i de inre få AU - på något tillfälle säger mellan 5-10 AU kommer det att bli inaktivt och saker kommer att vara ogästvänliga för olika arter [av molekyl]," sade Bergin.
Så, vart går allt vattnet när planeterna formas? Ångan som är närmast stjärnan - inom ungefär 1 AU - bryts så småningom av stjärnljuset till väte och syre. Cirka 3 AU från stjärnan kunde vattnet utgöra en del av planeterna och asteroiderna som bildas i det området. Det kan ha varit sådana asteroider som bar vatten till jordens yta under dess tidiga bildning och fyllde våra hav. Utanför denna region bryts H2O ned i väte och syre och blåses ut i rymden, säger Bergin.
På frågan om den här skyddande vattenskölden fanns i vårt eget solsystem svarade Bergin: ”När vi säger att det fanns tusentals hav av vattenånga i den bebodda zonen, menar vi runt solliknande stjärnor. Antagligen var detta också närvarande runt vår sol. ”
Källa: Physorg, Science, e-intervju med Ted Bergin
