Az elmélet alapja egyrészt az, hogy többször is detektálták a vizet gázhalmazállapotban, vagyis vízgőzként, másrészt az, hogy a víz a saját Naprendszerünkben is jelen van.
Most már megvan a végleges bizonyíték is: a kutatók a NASA James Webb-űrtávcsövének részletes színképe alapján megerősítették, hogy kristályos vízjég található egy 155 fényévre lévő, a Naphoz hasonló csillag körüli poros törmelékkorongban. (Vízjég mellett sok más fagyott anyagot találtak, így szén-dioxid-jeget, vagyis szárazjeget is.) Arra, hogy a rendszerben fagyott víz is lehet, még a NASA Spitzer-űrtávcsövének 2008-as adatai utaltak.
„A Webb egyértelműen detektálta nemcsak a vízjég, de kristályos vízjég jelenlétét is, ami olyan helyeken fordul elő, mint a Szaturnusz gyűrűi, valamint a Kuiper-öv jeges égitestjei.” – mondta Chen Xie (Johns Hopkins University), a témában közzétett szakcikk vezető szerzője.
A Webb által észlelt fagyott víz finom porszemcsékhez kötődik a korongon – mintha aprócska, piszkos hógolyókkal lenne dolgunk. A kutatók a Nature című szaklapban számoltak be az eredményekről.
A csillagászok már évtizedek óta várnak egy ilyen adatra. „Amikor 25 évvel ezelőtt végzős hallgató voltam, a konzulensem azt mondta, hogy a törmelékkorongokban jégnek kell lennie, de a Webb előtt nem voltak elég érzékenyek a műszereink ahhoz, hogy elvégezzük ezeket a megfigyeléseket.” – mondta Christine Chen (STSI), a tanulmány társszerzője. „Az a legmeglepőbb, hogy ezek az adatok hasonlóak az űrteleszkóp más megfigyeléseihez, amelyeket a Naprendszer Kuiper-objektumain végzett.”
A vízjég létfontosságú összetevője a fiatal csillagok korongjainak: nagymértékben befolyásolja az óriásbolygók kialakulását, és talán a kis égitestek, például üstökösök és kisbolygók el is szállíthatják a már teljesen kialakult kőzetbolygókra. Most, hogy a kutatók a Webbel vízjeget mutattak ki, minden csillagász számára megnyílt a lehetőség annak tanulmányozására, hogy ezek a folyamatok hogyan játszódhatnak le más bolygórendszerekben.
Ahol kőzet, por és jég kergetőzik körbe-körb
A HD 181327 jelű csillag jelentősen fiatalabb a Napnál. A becslések szerint alig 23 millió éves, míg a Nap 4,6 milliárd évével határozottan idősebb. Kicsit kisebb a tömege is, és forróbb, aminek következtében nagyobb rendszer alakulhatott ki körülötte.
A Webb megfigyelései megerősítették, hogy jelentős rés tátong a csillag és a törmelékkorong között: egy széles öv, amelyben nincs por. Kissé kijjebb a törmelékkorong hasonló a Naprendszer Kuiper-övéhez, ahol törpebolygók, üstökösök és más apró jég- és kőzetdarabok találhatók, amelyek néha összeütköznek egymással. A mi Kuiper-övünk több milliárd évvel ezelőtt hasonló lehetett ennek a csillagnak a törmelékkorongjához.
„A HD 181327 egy rendkívül aktív rendszer.” – mondta Chen. „A törmelékkorongban rendszeresen történnek ütközések. Amikor ezek a jeges égitestek összeütköznek, apró, poros vízjég-szemcséket szabadítanak fel, amelyeket a méretük miatt a Webb már képes érzékelni.
Fagyott víz – szinte mindenütt
A vízjég nem egyenletesen oszlik el a rendszerben. Nagy részét a csillagtól legtávolabbi, leghűvösebb térségekben találták. „A törmelékkorong külső részét legalább 20%-ban vízjég alkotja.” – mondta Xie.
A csillag felé haladva egyre kevesebbet találunk. A törmelékkorong középső részében a Webb 8% vízjeget detektált. Elképzelhető, hogy itt kicsit gyorsabban jönnek létre a fagyott vízszemcsék, mint ahogyan pusztulnak. A törmelékkorong csillaghoz legközelebbi részén az űrtávcső nem érzékelte vízjég jelenlétét. A csillag ultraibolya sugárzása valószínűleg elpárologtatja a legközelebbi vízjég-szemcséket. Az is lehet, hogy a planetezimálok (bolygócsírák) a belsejükbe zárva őrzik a fagyott vizet, és azt a Webb képtelen érzékelni.
A kutatócsoport és több más kutató is folytatja a Tejútrendszer törmelékkorongjainak és aktívan képződő bolygórendszereinek átkutatását. „A vízjég jelenléte elősegíti a bolygóképződést.” – mondta Xie. „A jeges anyagok végül a földszerű bolygókra is eljuthatnak, amelyek az ilyen rendszerekben néhány százmillió év alatt alakulnak ki.”
A kutatók a Webb NIRSpec közeli infravörös spektrográfjával vizsgálták a HD 181327 jelű rendszert. Az elképesztően érzékeny műszer alkalmas a nagyon halvány porszemcsék észlelésére is, amelyeket csak az űrből láthatunk. A James Webb-űrtávcső a világ vezető űrobszervatóriuma. A program a NASA vezetésével nemzetközi együttműködésben valósul meg az Európai Űrügynökség (ESA) és a Kanadai Űrügynökség partnerségében.
Forrás: https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2025/news-2025-119
Az eredményeket ismertető szakcikk: https://www.nature.com/articles/s41586-025-08920-4
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet