قد تكون مياه الأرض أقدم من الشمس نفسها

أعلن فريق دولي من علماء الفلك عن أول اكتشاف للمياه الثقيلة مع ذرتي الديوتيريوم (D₂O) في قرص كوكبي أولي حول النجم الشاب V883 Ori، الذي يقع على بعد حوالي 1300 سنة ضوئية من الأرض. وهذه المياه، كما لاحظ الباحثون، تشكلت حتى قبل ظهور النجم وتم حفظها في قرص الغاز والغبار للنظام.

الديوتيريوم هو نظير ثقيل للهيدروجين. يحتوي على بروتون ونيوترون في نواته (الهيدروجين العادي لا يحتوي على نيوترون). الماء مع الديوتيريوم يسمى “ثقيل”: HDO عبارة عن ذرة واحدة من الديوتيريوم، وD₂O عبارة عن ذرتين من الديوتيريوم (ماء ثقيل مزدوج).

تحتوي الأقراص المكونة للكواكب على جزيئات من الجليد والغبار تشكل بعد ذلك أجسامًا صخرية ومذنبات مبكرة وكواكب مستقبلية. إن D₂O الذي تم تحديده هو نظير للمياه ويعمل كمؤشر دقيق لمنشأه. النظائر هي جزيئات لها نفس الصيغة، ولكن بتركيبات نظائر مختلفة.

يشير جزء صغير من جزيئات الماء الثقيل إلى أنها نشأت في ظروف درجات حرارة منخفضة للغاية – في السحب البينجمية الباردة قبل وقت طويل من ولادة النجم V883 Ori.

تعتبر المذنبات حاملة لأقدم الجليد في أنظمة الكواكب ومصدر المياه للكواكب الشابة. أظهرت مقارنة تركيبة D₂O في V883 Ori مع بيانات المذنب 67P أن اختلافات النظائر يمكن تفسيرها بالاختلافات في أصل الجليد: قد يكون بعض الجليد المذنب أقدم بالفعل من النجم.

تاريخ الماء في النظام الشمسي

ويربط العمل الجديد التاريخ الكيميائي للمياه، من السحب الباردة بين النجوم إلى الأقراص إلى الأجسام الجليدية المشاركة في تكوين الكواكب. وهذا يثير احتمال أن العديد من العوالم الشابة تتلقى الماء منذ المراحل الأولى من تطورها.

في المستقبل، يخطط العلماء لمراقبة توزيع D₂O في عدد أكبر من الأقراص ومراقبة كيفية تأثير تحول “خط الثلج” – الحدود التي يظل فيها الماء متجمدًا – على تكوين الكواكب وقدرتها على الاحتفاظ بالرطوبة.

ووفقا لمؤلفي الدراسة، فإن مثل هذه الدراسات الكيميائية ستساعد على فهم أفضل لأصل الماء على الأرض وتقييم احتمالات ظهور عوالم مائية بين الكواكب الخارجية. ونشرت النتائج في المجلة علم الفلك الطبيعة.