Το νερό κινείται. Στη Γη, κινείται με τη μορφή ποταμών, βροχής ή διογκωμένων ωκεανών. Στο διάστημα, οι κινήσεις του είναι πιο λεπτές αλλά όχι λιγότερο σημαντικές, και μέχρι στιγμής καταλαβαίνουμε πολύ λίγα για αυτή τη διαδικασία. Ευτυχώς, είχαμε ένα εργαλείο για να μας βοηθήσει να προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε καλύτερα – το Διαστημικό Παρατηρητήριο Hershel . Αν και ήταν εκτός λειτουργίας για περισσότερα από 8 χρόνια, μια ομάδα επιστημόνων έχει συγκεντρώσει τώρα μια ανασκόπηση όλων των εγγράφων χρησιμοποιώντας δεδομένα Hershel για να παρακολουθεί το νερό από τη γέννησή του στα διαστρικά σύννεφα μέχρι την τελική θέση ανάπαυσής του σε πλανήτες. Υπάρχουν ακόμη κάποια κενά, αλλά είναι ένα αξιόλογο βήμα προς μια καλύτερη κατανόηση.
Η Hershel, η οποία κυκλοφόρησε το 2009, είχε ένα συγκεκριμένο όργανο που ονομάζεται Heterodyne Instrument for Far-Infrared ( HIFI ). Σχεδιασμένο από Ολλανδούς επιστήμονες, ένας από τους πρωταρχικούς στόχους του HIFI ήταν να αναζητήσει νερό στο διάστημα.
Απεικόνιση καλλιτέχνη του οργάνου HIFI που χρησιμοποιήθηκε ως βάση της ανασκόπησης.
Πίστωση: Caltech / NASA / ESA
Η ανίχνευση ενός από τα πιο κοινά μόρια στο σύμπαν δεν είναι εύκολη, εν μέρει επειδή μπορεί να βρεθεί σχεδόν παντού. Από τα κρουστικά κύματα που προκαλούνται από το σχηματισμό άστρων έως τα λοφία από το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος, το νερό είναι άφθονο σε όλο τον κόσμο. Αλλά το να καταλάβουμε πώς κινείται σε αυτά τα διαφορετικά στάδια της κοσμικής εξέλιξης είναι πιο δύσκολο.
Τα δεδομένα από τον Hershel ήταν ένα καλό μέρος για να αρχίσετε να προσπαθείτε να καταλάβετε, και υπήρχαν πολλά από αυτά. Δημοσιεύτηκε πάνω από δεκάδες εργασίες τα τελευταία χρόνια, μια ομάδα με επικεφαλής τον Δρ. Ewine van Dishoeck στο Πανεπιστήμιο του Λάιντεν συνέλεξαν όσα περισσότερα από αυτά τα δεδομένα μπορούσαν και ανακάλυψαν πολλά νέα στοιχεία στην πορεία.
Βίντεο της ESA που περιγράφει μερικά από τα επιτεύγματα του Herschel.
Πίστωση: ESA
Το πρώτο από αυτά είναι το πόσο γρήγορα συνδέθηκε ο πάγος νερού στα πρώιμα ηλιακά συστήματα με σωματίδια σκόνης. Αυτοί οι συνδυασμοί νερού και σκόνης συνεχίζουν να σχηματίζουν τα δομικά στοιχεία των πλανητών που περιβάλλουν νεαρά αστέρια. Υπάρχει πολύ περισσότερο διαθέσιμο νερό σε αυτούς τους αέριους δίσκους από ό,τι θα περίμενε κανείς. Αρκετό νερό περιβάλλει ένα τυπικό νεαρό αστέρι για να γεμίσει χιλιάδες ωκεανούς. Ωστόσο, δεν μοιάζει με ωκεανούς όταν ξεκίνησε - ο σχηματισμός αυτών των λωρίδων πάγου / σκόνης ήταν ένα άλλο εύρημα από αυτήν την έρευνα. Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο πάγος σχηματίζεται σε στρώματα στα σωματίδια σκόνης, συλλέγοντας τον τύπο νερού που είναι πιο άμεσα διαθέσιμος (π.χ. κανονικό H2O ή «βαρύ» νερό ).
Η ολοκλήρωση αυτής της ερευνητικής προσπάθειας πιθανότατα σημαίνει ότι οι επιστήμονες έχουν συγκεντρώσει όσο το δυνατόν περισσότερα σχετικά με τη μετανάστευση του νερού από τα δεδομένα του Hershel. Δυστυχώς, ο διάδοχος του Herschel, με παρόμοιες δυνατότητες, δεν θα κυκλοφορήσει τουλάχιστον μέχρι το 2040. Οι συγγραφείς της εργασίας προτείνουν αυτό το έγγραφο ανασκόπησης ως έναν τρόπο διατήρησης της συλλογικής μνήμης κατά τη διάρκεια της ξηρασίας των νέων δεδομένων που θα έρθουν τα επόμενα 20 χρόνια.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη από το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel.
Πίστωση: ESA / AOES Medialab / NASA / ESA / STScI
Ωστόσο, κάθε ελπίδα για νέα δεδομένα δεν έχει χαθεί – υπάρχουν μερικά μέσα που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην προώθηση της κατανόησής μας για το μονοπάτι του νερού. Πρώτο είναι το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, το οποίο διαθέτει ένα όργανο που ονομάζεται όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI). Το MIRI θα μπορούσε ενδεχομένως να συλλέξει κάποια πρόσθετα δεδομένα, αλλά θα επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό στους μεγαλύτερους στόχους της αποστολής του JWST εκτός από την απλή κατανόηση του νερού. Επιπροσθέτως, ΨΥΧΗ έχει την ικανότητα να κοιτάζει μέσα από το νερό στην ατμόσφαιρα της Γης για να προσπαθήσει να το εντοπίσει στο διάστημα, αλλά η ερμηνεία των δεδομένων του είναι ακόμα σε πρώιμα στάδια, αν και η κατανόηση των δεδομένων του Hershel θα συμβάλει επίσης εκεί.
Μερικές φορές οι αναθεωρητικές εργασίες είναι πραγματικά ένα από τα καλύτερα εργαλεία της επιστήμης, καθώς μας βοηθά να διατηρήσουμε τη γνώση σε όλες τις επιστημονικές γενιές. Αυτός που υποθέτει τα χρόνια των δεδομένων που κατάφερε να συλλέξει ο Herschel είναι ένας κατάλληλος φόρος τιμής σε αυτό το διαστημικό παρατηρητήριο.
Μαθαίνω:
Αστρονομία NL - Η πολυαναμενόμενη ανασκόπηση αποκαλύπτει το ταξίδι του νερού από τα διαστρικά σύννεφα σε κατοικήσιμους κόσμους
arXiv - Νερό σε περιοχές σχηματισμού άστρων (WISH): Φυσική και χημεία από τα σύννεφα στους δίσκους όπως ανιχνεύεται από τη φασματοσκοπία Herschel
NASA - Ο Χέρσελ βρίσκει ωκεανούς νερού στο δίσκο του κοντινού αστεριού
UT - Speedy Science: Εδώ είναι τέσσερα χρόνια εργασίας του τηλεσκοπίου Herschel σε ένα σύντομο βίντεο
Εικόνα μολύβδου:
Καλλιτεχνική απεικόνιση του Χέρσελ και του νερού που έψαχνε.
Πίστωση: ESA / ALMA / NASA / L.E. Κρίστενσεν