Цифровой журнал «Компьютерра» № 92

Ключевым (и наиболее раскрученным) понятием в этих поисках является так называемая «зона обитаемости» — интервал расстояний от родительской звезды, где температура планеты допускает наличие воды в жидкой фазе. Но благоприятная температура сама по себе ещё не гарантирует рек, озёр и морей. В «зоне обитаемости» жидкая вода может существовать, но есть ли она там? По идее, ответить на этот вопрос должны наблюдения. Но вот беда: излучение молекул воды приходится на субмиллиметровый диапазон, в котором земная атмосфера почти полностью непрозрачна. Причём это неслучайно: фотоны, порождённые космической водой, не успевая попасть на зеркало телескопа, перехватываются молекулами той же самой воды в земной атмосфере.

Выход очевиден: чтобы «увидеть» воду, телескоп нужно выводить в космос. Первая систематическая попытка найти внеземную воду по спектральным наблюдениям была предпринята при помощи космического телескопа SWAS (1998–2004). И эта попытка оказалась, по сути, неудачной. Точнее, SWAS нашёл воду, но в количествах, на порядки уступавших предсказаниям тогдашних астрохимических моделей. Решение загадки оказалось простым: в холодной межзвёздной среде вода примерзает к пылинкам, образуя на них ледяные оболочки. Поэтому в межзвёздных молекулярных облаках искать нужно не газообразную, а твёрдую воду.

Если же есть желание всё-таки наблюдать излучение водяного пара, то смотреть нужно в окрестности звёзд, где из-за высокой температуры и интенсивного поля излучения ледяные мантии пылинок начинают испаряться. Среди объектов, потенциально богатых газообразной водой, особый интерес вызывают газопылевые диски у молодых звёзд, похожих на Солнце, поскольку их изучение позволит (как все надеются) пролить свет на раннюю эволюцию Солнечной системы, в том числе и конкретно на происхождение земных запасов воды.

Разобраться с их происхождением «на месте», то есть в Солнечной системе, пока не получается. В качестве основной привязки в подобных исследованиях используется содержание дейтерия (D) относительно водорода (H), в первую очередь в «полутяжёлой» воде (HDO/H₂

O). В земных океанах «водяное» отношение D/H составляет примерно 0,00016. Если мы оглянемся по сторонам и найдём объекты с таким же содержанием «полутяжёлой» воды, то можно будет считать, что именно благодаря столкновениям с этими объектами Земля и обогатилась влагой.

Определить отношение HDO/H₂O удалось лишь в немногих телах Солнечной системы. Долгое время считалось, что поставщиками земной воды были кометы, однако, например, в знаменитых кометах Галлея, Хиакутаке, Хейла-Боппа отношение D/H оказалось в два раза больше, чем на Земле. Это как будто указывает, что кометы на роль разносчиков воды не годятся. С другой стороны, все эти кометы — пришельцы с дальних окраин Солнечной системы. В близких кометах ситуация может быть иной. Совсем недавно (статья опубликована в журнале Nature

за 13 октября) при помощи того же «Гершеля» было измерено относительное содержание полутяжёлой воды в комете Хартли-2 из семейства Юпитера, и оно практически совпадает с земным.

В общем, приходится признать, что толком проследить эволюцию воды в Солнечной системе, в частности пути её попадания на Землю, нам пока не удаётся. Впрочем, это и неудивительно: от героической эпохи формирования Земли и её соседок нас отделяют четыре с половиной миллиарда лет и замысловатая динамическая эволюция с неоднократным перебрасыванием вещества из центра системы к её границам и обратно.

В качестве альтернативы можно посмотреть на околозвёздные диски, где (как мы предполагаем) формирование планет либо едва стартовало, либо ещё даже и не начиналось. Именно поэтому среди всех наблюдательных программ телескопа «Гершель», посвящённых образованию звёзд и планет, больше всего времени было выделено проектам WISH

(Вода в областях звёздообразования) и GASPS (Газ в протопланетных системах).

В рамках программы WISH первым объектом для поисков воды стал диск у звезды DM Тельца. Это довольно молодая система (её возраст составляет около 5 млн лет), в которой диск радиусом около 1000 астрономических единиц окружает небольшую звёздочку в половину солнечной массы. В этом диске, по наземным радионаблюдениям, зафиксировано наличие уже десятка молекул, поэтому логично было предположить, что и вода там тоже окажется. Однако на практике выяснилось, что хоть сколько-нибудь заметного излучения холодной воды в диске звезды DM Тельца «Гершель» не видит. Это означает, что водяного пара там, как минимум, в сотню раз меньше, чем предсказывают химические модели.