منشأ آب روی زمین یکی از پرسشهای پیچیده و دیرینه علم نجوم و زمینشناسی است. آیا آب از همان ابتدای شکلگیری زمین در دل سنگهای آن وجود داشت، یا دنبالهدارها و سیارکها در طول زمان این مایع حیاتی را به سیاره آوردند؟ هنوز پاسخ قطعی مشخص نیست، اما میتوان سوال را کمی عقبتر برد: آیا آب همزمان با تولد خورشید و سیارهها شکل گرفته است، یا شاید حتی از آنها قدیمیتر باشد؟ کشف پاسخ این پرسش ممکن است در دل فضا نهفته باشد.
آب معمولی (H₂O) از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن ساخته شده است. اما نوع سنگینتری از هیدروژن به نام دوتریوم وجود دارد که علاوه بر پروتون و الکترون، دارای یک نوترون اضافی است. وقتی آب با دوتریوم ساخته شود، آن را آب سنگین مینامند.
آب سنگین معمولاً با نیروگاههای هستهای شناخته میشود، اما بهطور طبیعی نیز در محیطهای مختلف و حتی در فضا وجود دارد. اکنون، دانشمندان برای اولین بار موفق شدهاند آب سنگین را در یک قرص پیشسیارهای شناسایی کنند؛ کشفی که میتواند پاسخ بخشی از یکی از قدیمیترین پرسشهای بشر درباره منشأ آب را ارائه دهد.
این کشف تازه، بخش دیگری از پازل کیهانی آب را تکمیل میکند. آب سنگین در منظومه ستارهای جوان V883 اوریونیس کشف شده و دادههای آن از طریق آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما (ALMA) به دست آمده است. V883 اوریونیس پیش از این نیز به دلیل ویژگیهای منحصربهفردش، مورد توجه ستارهشناسان قرار داشت؛ از جمله اینکه در آن برای اولین بار «خط برف» (منطقهای که آب در آن یخ میزند) بهطور مستقیم ثبت شد و چندی پیش نیز ۱۷ نوع مولکول آلی پیچیده در آن شناسایی شده بود. حالا کشف آب سنگین، قطعه مهمی از داستان شکلگیری آب در کیهان است.
مارگو لیمکر، نویسنده اصلی مقاله از دانشگاه میلان، میگوید: «آبی که در این قرص سیارهساز مشاهده شد، باید پیش از شکلگیری ستاره مرکزی وجود داشته باشد و در مراحل اولیه تولد ستارگان و سیارات شکل گرفته باشد. این کشف دیدگاه تازهای نسبت به مسیر رسیدن آب به منظومه شمسی و احتمالاً زمین ارائه میکند.»
پژوهشگران با اندازهگیری نسبت آب سنگین به آب معمولی در قرص V883 اوریونیس دریافتند که این نسبت مشابه آب شکلگرفته در ابرهای سرد بینستارهای است. این اولین مدرک مستقیم از توانایی آب برای بقا در مراحل ابتدایی شکلگیری ستاره و سیاره محسوب میشود و نشان میدهد که قدمت آب روی زمین میتواند حتی از خورشید نیز بیشتر باشد.
جان توبین، یکی دیگر از پژوهشگران تیم، توضیح میدهد: «تا پیش از این مشخص نبود که آب موجود در دنبالهدارها و سیارهها تازه شکل گرفته است یا از ابرهای باستانی بینستارهای به جا مانده است.»
این یافته جدید شواهد قویای برای احتمال دوم فراهم میکند و شاید ایده جالبی را تأیید کند: هر لیوان آبی که مینوشیم، داستانی باستانیتر از منظومه شمسی دارد و قدمت آن به دوران بسیار قدیم کیهان بازمیگردد.