Originea apei în Univers! Când și cum a apărut, conform unei descoperiri științifice recente

Apa ar fi apărut în Univers la doar 100 până la 200 de milioane de ani după Big Bang, odată cu explozia primelor supernove, stele muribunde capabile să producă cantități semnificative de apă. Aceasta este concluzia unui studiu recent, publicat în revista Nature Astronomy, care sugerează că apa, o condiție esențială pentru viață, a existat mult mai devreme decât se credea inițial.

Înainte de acest studiu, cele mai vechi semnături ale apei descoperite erau date de la aproximativ 780 de milioane de ani după Big Bang. Însă acum, simulările sugerează că, mult mai devreme de acest punct, apa a fost deja prezentă în regiunile dense ale norilor de materie formate în urma exploziilor primelor stele.

Cum a apărut apa în Univers

Astrofizicianul Daniel Whalen de la Universitatea din Portsmouth, autor al studiului, a comentat că surpriza a venit din faptul că ingredientele necesare pentru viață erau deja prezente în acele zone, la o perioadă foarte scurtă după Big Bang.

La începuturile Universului, acum aproximativ 13,8 miliarde de ani, acesta era compus în mare parte din hidrogen, heliu și puțin litiu, iar stelele aveau rolul esențial de a sintetiza restul elementelor. Elementele de categoria mijlocie, precum carbonul și oxigenul, au fost produse în nucleele stelare pe măsură ce stelele au îmbătrânit. Altele, cum ar fi oxigenul și hidrogenul, au fost sintetizate în urma morții stelelor, prin procesele violente de tip supernovă și fuziune a stelelor neutronice.

În ciuda prezenței acestor elemente, formarea apei, o moleculă fragilă, necesită condiții speciale, o densitate relativ mare și temperaturi scăzute. Volker Bromm, astronom la Universitatea Texas din Austin, care nu a fost implicat în studiu, subliniază că este greu de crezut că ar fi existat condițiile necesare pentru formarea apei în primele etape ale Universului. Însă simulările recente sugerează altceva.

Pentru a testa teoria apariției apei în Univers, Whalen și colegii săi au realizat simulări computerizate ale evoluției primelor două generații de stele. Aceste stele erau mult mai masive decât cele de azi, iar duratele lor de viață erau scurte, ceea ce le făcea să explodeze rapid, generând explozii tip supernovă. Aceste explozii împrăștiau în Univers elemente chimice esențiale, inclusiv oxigen și hidrogen, care, atunci când s-au răcit suficient, au dus la formarea apei.

Formarea apei și concentrarea acesteia

Simulările arată că, pe măsură ce materia expulzată de supernova s-a răcit și s-a extins, oxigenul a reacționat cu hidrogenul, rezultând formarea vaporilor de apă în câmpurile de materie rezultate în urma acestor explozii stelare.

Chiar dacă acest proces se desfășura lent din cauza densității scăzute a atomilor din regiunile exterioare ale câmpului de materie, după câteva milioane de ani, în regiunile centrale ale câmpurilor de rămășițe de supernovă, temperatura a scăzut suficient pentru ca apa să se formeze în cantități semnificative.

În acele regiuni centrale, densitatea atomilor a fost suficient de mare pentru ca atomii de oxigen și hidrogen să interacționeze frecvent, iar apa să se acumuleze rapid. Whalen explică faptul că concentrarea apei în structuri dense reprezenta un moment de „schimbare a jocului”, deoarece aceste regiuni dense erau cele care puteau duce la formarea de noi stele și planete.

Simulările au arătat că supernova unei stele mai mici a produs o masă de apă echivalentă cu o treime din totalul apei de pe Pământ, în timp ce supernova unei stele mai mari a creat apă de aproape 330 de ori mai mult decât masa apei de pe Terra.