Astronomen hebben halfzwaar water in de vorm van ijs in de ruimte bestudeerd.

Wetenschappers hebben ijs met een hoog gehalte aan halfzwaar water ontdekt rond een jonge ster, vergelijkbaar met de zon. Dit is de nieuwste ontdekking van de Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA). Een Poolse astronoom is een van de auteurs van de publicatie over het onderzoek.

Zwaar water is een soort water waarin zich in plaats van twee gewone waterstofatomen in het watermolecuul twee deuteriumatomen bevinden, een zwaardere isotoop van waterstof. Zwaar water is bijvoorbeeld bekend van het gebruik ervan in kernreactoren. Er bestaat echter ook water dat zich enigszins tussen gewoon en zwaar bevindt. Dit wordt halfzwaar water genoemd. In het molecuul is één waterstofatoom normaal en het andere deuterium. De chemische formule van halfzwaar water is HDO.

Het is precies dit halfzware water in de vorm van ijs dat astronomen hebben ontdekt. ​​Het bestudeerde object is L1527 IRS, een protoster op 460 lichtjaar afstand van ons, zichtbaar in de richting van het sterrenbeeld Stier. Deze protoster lijkt op wat we denken dat de vroege fase van de vorming van de zon was.

Wetenschappers hebben de hoeveelheid deuterium in het water rond L1527 IRS gemeten. Het is vergelijkbaar met dat van sommige kometen, en ook met de protoplanetaire schijven in verder ontwikkelde sterren. Dit suggereert een oude, koude chemische oorsprong van het water in deze objecten.

Volgens prof. dr. Ewine van Dishoeck van de Universiteit Leiden, medeauteur van het artikel, is dit aanvullend bewijs dat het meeste waterijs niet verandert van de vroegste naar de latere stadia van stervorming.

Het meten van de verhouding deuteriumwater tot waterstofwater is een manier om de oorsprong van water te achterhalen. Een grote hoeveelheid halfzwaar water wijst erop dat het is ontstaan ​​op een zeer koude plek, zoals de oeroude donkere wolken van stof, ijs en gas waaruit sterren ontstaan.

In het geval van de aarde en het zonnestelsel, in oceanen, kometen en ijzige manen, bedraagt ​​de hoeveelheid één molecuul halfzwaar water op enkele duizenden moleculen gewoon water. Dit is ongeveer tien keer meer dan je op basis van de chemische samenstelling van de zon zou verwachten.

Daarom zijn er hypothesen opgesteld dat een deel van het water in het zonnestelsel afkomstig is van ijs in donkere wolken van honderdduizenden jaren vóór de geboorte van de zon. De resultaten verkregen voor L1527 IRS komen overeen met deze hypothese. In de schil van deze protoster is een hoge mate van aanwezigheid van halfzwaar waterijs gedetecteerd.

De waarnemingen werden gedaan met de James Webb Space Telescope (JWST). Voordat de Webb-telescoop de ruimte in ging, waren nauwkeurige metingen van deze indicator alleen voor gas uitgevoerd. Nu zijn ze er ook in geslaagd om dit voor ijs te doen.

Het gemeten niveau is iets hoger dan bij sommige kometen in het zonnestelsel en in de oceanen op aarde. Er kunnen verschillende redenen zijn, zoals verschillen in de chemische samenstelling van de wolken waaruit de zon is ontstaan ​​en L1527 IRS is ontstaan, of "ons" water is mogelijk later in de evolutie van het planetenstelsel enigszins veranderd.

Wetenschappers zijn van plan om met de Webb-telescoop nog eens 30 protosterren en oeroude donkere wolken te observeren om de oorzaak van de verschillen te achterhalen. Er zullen ook observaties worden uitgevoerd met het ALMA-radiotelescoopnetwerk.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in "The Astrophysical Journal Letters". De eerste auteur van de publicatie is Katerina Slavicinska, promovendus aan de Sterrewacht Leiden (Nederland), en een van de auteurs is Łukasz Tychoniec, afgestudeerd aan de Adam Mickiewicz Universiteit in Toruń en momenteel werkzaam bij de Sterrewacht Leiden. (PAP)

cza/ zan/

De PAP Foundation staat het kosteloos overnemen van artikelen van de Nauka w Polsce Service toe, mits u ons maandelijks per e-mail informeert over het gebruik van de dienst en de bron van het artikel vermeldt. In portals en internetdiensten dient u het volgende adres te vermelden: Bron: naukawpolsce.pl, en in tijdschriften de annotatie: Bron: Nauka w Polsce Service - naukawpolsce.pl. Bovenstaande toestemming is niet van toepassing op: informatie uit de categorie "Wereld" en foto- en videomateriaal.