Kometer kan ha levererat vatten till ungt planetsystem

Planetsystemet PDS 70 är drygt fem miljoner år gammalt och ligger omkring 370 ljusår från jorden. Systemet har minst två gasjättar och kretsar kring en stjärna som är något svalare än solen. Redan 2023 upptäcktes vattenånga nära stjärnan. Nu kan forskare i Lund visa att variationer i natriumgas framför stjärnan kan vara ett tecken på kometer som passerar genom systemets inre delar.

– Vår studie pekar på att kometer kan vara ansvariga för att transportera vatten till de inre delarna av planetsystemet, där planeter kan bildas, på samma sätt som i det tidiga solsystemet, säger Aline Novais, astronomiforskare vid Lunds universitet.

Forskarna har analyserat observationer från 2018 och sett natriumgas som rör sig flera kilometer per sekund i förhållande till stjärnan. Gasen dyker upp och försvinner mellan olika nätter – ett mönster som stämmer med vad man kan förvänta sig när kometer passerar framför en stjärna. När en komet närmar sig sin stjärna värms den upp och is på ytan övergår direkt till gas, så kallad sublimering. Gasen kan då lämna ett mätbart avtryck i stjärnans ljus.

– Det här är första gången vi ser tecken på exokometer kring en stjärna som är relativt sval, ungefär som vår sol. Systemet är dessutom det yngsta där exokomet-aktivitet har föreslagits, säger Aline Novais.

Forskarna har också simulerat kometernas banor. Resultaten visar att objekt långt ut i planetsystemet kan påverkas av gasjättarnas gravitation och kastas in mot stjärnan. Det är särskilt intressant eftersom kometer bildas i planetsystemets kalla yttre delar, där vatten kan finnas som is. Om de sedan skickas inåt kan de transportera vatten och andra flyktiga ämnen till området där planeter bildas.

– Det påminner om en möjlig process i det tidiga solsystemet, där kometer kan ha bidragit till att leverera vatten till den unga jorden, säger Alexandra Stockwell Murphy, astronom vid Lunds universitet.

Var jordens vatten ursprungligen kommer ifrån är fortfarande en öppen fråga. Vattenrika asteroider och kometer är två möjliga källor. PDS 70 ger forskarna chans att studera en liknande process medan ett planetsystem fortfarande befinner sig i sin tidiga utveckling.

– Och när Extremely Large Telescope, som håller på att byggas i Chile, tas i drift under de kommande åren, kommer vi att kunna ta reda på om det finns ytterligare planeter i systemet och därmed få en ännu tydligare bild av hur vatten och andra byggstenar för planeter transporteras, säger Jens Hoeijmakers, astronomiforskare vid Lunds universitet.

Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications: ”Potential sublimating exocomets around the young star PDS 70”

För mer information, kontakta:

Aline Novais, postdoktor

Fysiska institutionen, Lunds universitet

070 203 01 92

aline.novais@fysik.lu.se

*

Johan Joelsson, pressansvarig

Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet

0730 27 58 90

johan.joelsson@science.lu.se

FAKTA – SÅ BILDAS KOMETER

Kometer bildas av samma material som stjärnor och planeter. En stjärna bildas ur ett moln av gas och stoft, och när den bildas börjar den rotera, vilket skapar en skiva av material. Sedan bildas planeter, månar, asteroider och kometer av det kvarvarande materialet i skivan. Sammansättningen av detta material beror vanligtvis på hur nära stjärnan det befinner sig, så svårsmälta kemiska ämnen finns närmare stjärnan, där temperaturerna är högre, medan flyktiga ämnen såsom vatten finns längre bort från stjärnan, i kallare områden. Kometer, som vanligtvis bildas i systemets ytterkanter, är därför rika på flyktiga ämnen såsom vatten, och det faktum att de får banor som närmar sig stjärnan innebär att de kan transportera detta material till inre områden nära stjärnan.

Källa: Aline Novais