Вчені «дозволили» воді з'явитися в ранньому Всесвіті

Міжнародна група вчених на основі хімічного моделювання показала, що вода в ранньому Всесвіті могла з'явитися в значних кількостях вже протягом першого мільярда років. З текстом роботи можна ознайомитися в архіві Корнелльського університету, вона вже прийнята до публікації в.

У роботі моделювалося те, як у перших хмарах молекулярного газу, що існували в ранньому Всесвіті, могли йти хімічні реакції між воднем і досить рідкісним в ту пору киснем. З'ясувалося, що через значно менший розмір тодішнього Всесвіту і вищу температуру молекулярних хмар вода повинна була напрацьовуватися набагато швидше, ніж вважалося раніше. Вже для температури в 300 кельвін (27 градусів Цельсія) обчислення показали можливість такого ж інтенсивного утворення водяної пари, як спостерігається в нашій Галактиці сьогодні.

Додатковим фактором, що сприяли утворенню води, була висока щільність перших молекулярних хмар порівняно з сучасними. Через це відстань між молекулами в них була значно меншою, а ймовірність початку хімічної реакції - істотно більшою. До того ж більш щільні хмари ефективніше захищали утворюваний водяної пар від ультрафіолету перших зірок. Через що рівновага між розпадом водяної пари та її напрацюванням, за розрахунками авторів, мала перебувати на тому самому рівні, що й сьогодні.

Практично весь кисень, що міститься в сьогоднішній воді, утворився лише через значний час після Великого Вибуху. Перше покоління зірок мало породити лише дуже невелику кількість цього газу: у спектрі найдавнішої відомої зірки SMSS J0313-6708, що утворилася 13,6 мільярдів років тому, ніяких слідів кисню немає. Тому в перший мільярд років історії Всесвіту його концентрація в молекулярних хмарах була незрівнянно нижчою, ніж сьогодні. Навіть у найбагатших цим газом районах молодого Всесвіту цього елемента було менше, ніж зараз у найбідніших киснем регіонах Чумацького Шляху. Групі Леєба вперше вдалося показати, що вода могла швидко напрацьовуватися навіть при такій низькій концентрації необхідної «сировини». При цьому результати моделювання потребують незалежного, а в ідеалі - прямого спостережного підтвердження. Оскільки вода добре поглинає в інфрачервоному діапазоні, не виключено, що такі дані можуть бути отримані в майбутньому.

Дані про поширення води досить значущі для розуміння вигляду перших галактик, зірок і планет, які, як сьогодні відомо, сформувалися в той же перший мільярд років після Великого Вибуху. Багато планетних систем з часом було інкорпоровано і в нашу Галактику, і сьогодні нам відома як мінімум одна з них, віком у 12,7 мільярдів років. Якщо в ранньому Всесвіті вода дійсно була так само поширена, як зараз, це означає, що ключовий елемент життя існував вже в перших планетних системах.