Förorenad dvärgstjärna kan berätta var jordens vatten kom ifrån
En konstnärs bild av en asteroid innehållande vatten på väg mot en vit dvärgstjärna. (ESA/Hubble, CC BY)


Astronomer har upptäckt en vit dvärgstjärna med en förorenad atmosfär som kan sprida ljus över vattnets ursprung på jorden och hur mycket vatten det finns utanför vårt eget solsystem.

En stor fråga inom vetenskapen kring planeter är huruvida vattnet på jorden redan fanns i den ursprungliga materia som vår planet bildades av eller om det kom hit genom kollisioner med himlakroppar som asteroider, kometer och protoplaneter.

Syre i atmosfären

Ny forskning från ett team av brittiska och tyska astronomer tyder på att vatten som kommer fram genom kollisioner kan vara vanligt i andra stjärnsystem utanför vårt solsystem. De drog den här slutsatsen genom att mäta den kemiska sammansättningen i atmosfären kring en vit dvärgstjärna, kallad SDSS J1242.

Vita dvärgar är i själva verket kvarlevorna av tidigare stjärnor. De flesta små till medelstora solar kommer att bli vita dvärgar i slutet av sina liv. Den starka ytgravitationen i dessa stjärnor får tyngre ämnen som kol och syre att sjunka till deras centrum, vilket lämnar enkla atmosfärer av väte och helium.

Atmosfären på SDSS J1242 domineras av helium, men forskarna fann också stora mängder syre och väte, vid sidan av de stenbildande ämnena magnesium, kisel och järn.


(Skärmdump från AOL)

(Skärmdump från AOL)

De nya mätningarna tyder på att SDSS J1242 har ökat sin vikt med minst ett exaton (vilket motsvarar en triljon ton) under sin livstid – ungefär samma massa som dvärgplaneten Ceres i vårt solsystem. Detta har skett i den svindlande hastigheten 20 000 ton per sekund – högre än hos någon annan känd metallförorenad vit dvärg.

Den stora mängden syre tyder på att nästan 40 procent av det som tillförts planeten är vatten – möjligen i form av is som kommit från en vattenrik asteroid.

En liknande mekanism har föreslagits vara ursprunget till haven på jorden. För fyra miljarder år sedan tros jorden och andra steniga planeter har bombarderats av kometer och asteroider, vilka spritts från asteroidbälten in i de inre planeternas banor när gasjättarna rörde sig utåt, och därmed levererades vatten och möjligen de komplexa molekyler som utgör grundstenarna till liv.

De främsta kandidaterna

Det är känt att kometer innehåller vatten, och ett tag tycktes de vara de mest lovande kandidaterna för att ha fört vatten till jorden. Efter att allt fler mätningar gjorts verkar dock vattnet i kometer vara av en annan typ än det som finns på jorden. Vattnet i kometer innehåller mer deuterium – en tung väteisotop – än vattnet på jorden.

Rekordet har vattnet i kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko, som mättes upp av rymdfarkosten Rosetta 2014, vilket har en halt av deuterium 3,4 gånger högre än vattnet på jorden. Forskarna sätter nu därför sitt hopp till asteroider. Även om de idag är torra, ofruktbara objekt så har de en liknande kemi som jorden och kan ha innehållit mycket mer vatten när solsystemet bildades.

Upptäckten av asteroiddonerat vatten på den vita dvärgen SDSS J1242 tycks ge stöd till teorin. Men, som författarna till studien betonar, om mängden kol i J1242 visar sig vara samma som i vår sol, skulle allt syre ha kunnat överföras i form av koldioxid snarare än vatten. Forskarna menar att detta inte är sannolikt, men observationer av högre kvalitet i optiska och ultravioletta våglängder skulle kunna ge ett definitivt svar.

Framtida observationer av andra planetsystem och mer detaljerade studier av förorenade vita dvärgar kommer att vara viktiga för att slå fast asteroidernas roll som vattenkällor – och kanske källor till liv – på jorden och i andra världar.

Carole Mundell är chef för astrofysik på universitetet i Bath. Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln här.