Ученые обнаружили большое количество паров воды, нагретых до температуры порядка 700 градусов Цельсия в окружении старой звезды, обогащенной углеродом, что противоречит современным представлениям космохимиков и заставит пересмотреть некоторые теории.

Авторы публикации - группа астрономов во главе с Лин Дицин (Leen Decin) из Католического университета Левена в Бельгии - провели анализ спектров инфракрасного излучения звезды IRC +10216, зафиксированного телескопом. Эта звезда, относящаяся к классу красных гигантов, постепенно стареет и увеличивается в размерах. Ее атмосфера обогащена углеродом, который связывает, как считалось до последнего времени, весь доступный кислород в монооксид углерода.

Загадка IRC +10216 заключалась в том, что в 2001 году ученые обнаружили в ее ИК-излучении линию, характерную для воды, чего, согласно космохимической модели быть не могло. Первоначально астрономы посчитали, что эта линия возникла в результате захвата гравитацией звезды малых небесных тел, представляющих собой смесь твердого вещества и водяного льда. Более точно определить источник воды ученые не могли, так как им была доступна всего одна спектральная линия.

Теперь Дицин и ее коллеги с помощью нового космического телескопа выяснили, что этих линий в спектре на самом деле гораздо больше и многие из них отражают наличие поблизости от звезды больших количеств энергетически возбужденных водяных молекул, что соответствует нагреву водяного пара до 700 градусов Цельсия.

Это означает, что воды поблизости от звезды намного больше, чем считалось прежде, она не могла появиться здесь только за счет малых небесных тел. Скорее всего, она образовалась в результате взаимодействия кислорода, образованного в недрах звезды в ходе термоядерных реакций, с окружающим звезду водородом. Однако до последнего времени такой сценарий считался невозможным, так как весь кислород должен был быть связан углеродом в СО.

Авторы публикации полагают, что причина противоречия наблюдаемых экспериментально данных и теории состоит в неоднородности окружения звезды, так называемой околозвездной оболочки, сформированной газопылевыми скоплениями. До сих пор ученые предполагали, что эта оболочка имеет идеальную сферическую форму, однако Дицин высказала предположение, что на самом деле она может представлять собой нагромождение газопылевых скоплений, похожих на кучевые облака, бегущие по небу Земли.

Промежутки между этими облаками могут быть проницаемы для жесткого ультрафиолетового излучения, разрушающего СО и другие молекулы в недрах околозвездной оболочки. Высвобождающийся таким образом кислород быстро вступает в реакцию с водородом, находящимся в избытке в оболочке, что и приводит к появлению воды.

"Обнаружение воды в глубине околозвездной оболочки углеродной звезды показывает недостаточность наших знаний о том, как происходит развитие подобных звезд на поздних стадиях жизни", - сказала не принимавшая участие в публикации Кэтрин Уолш (Catherine Walsh) из Королевского университета в Белфасте.

"Ученым предстоит понять, как такая фрагментированная оболочка формируется из, казалось бы, идеального сферического околозвездного окружения и какие еще молекулы могут образоваться в её недрах", - добавил её коллега профессор Том Миллар (Tom Millar).