Webb detecteert kristallijn waterijs rond een jonge zonachtige ster
Waterijs heeft een grote invloed op de vorming van reuzenplaneten en kan ook door kometen worden overgebracht naar volledig gevormde rotsachtige planeten. Met behulp van gegevens van de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) aan boord van de Webb Space Telescope hebben astronomen nu kristallijn waterijs ontdekt in een stoffige puinschijf rond HD 181327.
HD 181327 is een jonge hoofdreeksster op een afstand van ongeveer 169 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Pictor – Schilder. De ster is ongeveer 23 miljoen jaar oud en heeft een massa van 1,3 zonsmassa.
Astronomen van de Johns Hopkins universiteit namen HD 181327 waar met behulp het NIRSpec-instrument van de Webb Space Telescope. Dit instrument is heel erg gevoelig voor extreem zwakke stofdeeltjes die alleen vanuit de ruimte kunnen worden gedetecteerd.
HD 181327 is volgens de onderzoekers een erg actief systeem, er vinden voortdurend botsingen plaats in de stofschijf.
Wanneer die ijsdeeltjes botsen laten ze minuscule stofdeeltjes waterijs vrij die perfect zijn voor Webb om te detecteren. Webbs waarnemingen bevestigen een aanzienlijke kloof tussen de ster en zijn puinschijf – een groot gebied zonder stof.
Verder weg lijkt de puinschijf op de Kuipergordel van ons zonnestelsel, waar dwergplaneten, kometen en andere stukjes ijs en gesteente zich bevinden (en soms met elkaar botsen).
Miljarden jaren geleden leek onze Kuipergordel waarschijnlijk op de puinschijf van HD 181327.
Webb heeft ondubbelzinnig niet alleen waterijs ontdekt, maar ook kristallijn waterijs, dat ook wordt aangetroffen op plekken zoals de ringen van Saturnus en de ijslichamen in de Kuipergordel van ons zonnestelsel.
Waterijs is niet gelijkmatig verspreid over het HD 181327-systeem. Het grootste deel bevindt zich op de koudste en verste afstand van de ster. De buitenste zone van de puinschijf bestaat voor meer dan 20% uit waterijs.
Richting het midden van de puinschijf ontdekte Webb ongeveer 8% waterijs. Hier worden bevroren waterdeeltjes waarschijnlijk iets sneller geproduceerd dan ze worden afgebroken.
In het gebied van de puinschijf dat het dichtst bij de ster ligt, ontdekte Webb vrijwel geen ijs. Het is waarschijnlijk dat het ultraviolette licht van de ster de dichtstbijzijnde deeltjes waterijs verdampt.
Het is ook mogelijk dat gesteenten, planetesimalen genaamd, bevroren water in hun binnenste hebben “opgesloten”, wat Webb niet kan detecteren.
De aanwezigheid van waterijs helpt bij het faciliteren van planeetvorming, aldus de onderzoekers. IJsachtig materiaal kan uiteindelijk ook worden “afgeleverd” aan aardse planeten, die zich in systemen zoals deze over een paar honderd miljoen jaar kunnen vormen.
De bevindingen van het team zijn onlangs in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Artikel: C. Xie et al. 2025. Water ice in the debris disk around HD 181327. Nature 641, 608-611; doi: 10.1038/s41586-025-08920-4
Eerste publicatie: 15 mei 2025
Bron: sci-news/NASA/ESA
