Od dziesięcioleci astronomowie spekulują na temat pochodzenia wody na Ziemi. Czy lodowe komety i asteroidy przyniosły go po powstaniu naszej planety? A może woda była już obecna na samej Ziemi, kiedy powstała z wirującego dysku pyłu i gazu? Chociaż teoria dostarczania wody przez lód sprawdza się od wielu lat, nowe badania sugerują, że planety mogą wytwarzać własną wodę w trakcie jej powstawania, co potencjalnie powoduje, że oceany podtrzymujące życie są znacznie powszechniejsze we wszechświecie.
To rewolucyjne odkrycie jest efektem serii eksperymentów mających na celu odtworzenie ekstremalnych warunków, jakie panowały podczas pyłowych narodzin młodej planety. Naukowcy skupili się na sub-Neptunach, powszechnym typie egzoplanet większych od Ziemi, ale mniejszych od Neptuna. Uważa się, że te światy mają skaliste jądra otoczone gęstą atmosferą bogatą w wodór – co jest idealną receptą na badanie powstawania wody w embrionie planety.
Aby symulować ten proces, badacze stworzyli miniaturowe modele tych planet za pomocą specjalistycznego urządzenia zwanego prasą diamentową. Stopiona skała bogata w żelazo została skompresowana pod ciśnieniem prawie 600 000 razy większym niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi i podgrzana do temperatury przekraczającej 4000 stopni Celsjusza. To intensywne środowisko odzwierciedla warunki panujące wewnątrz roztopionej młodej planety spowitej gęstą atmosferą bogatą w wodór.
W symulowanych warunkach tygla planetarnego wodór łatwo rozpuszczał się w stopionej skale. Co ważne, wodór ten reagował z tlenkami żelaza obecnymi w stopionym materiale, tworząc znaczne ilości wody. Bez wątpienia eksperymenty te wykazały, że woda może powstać bezpośrednio w wyniku interakcji chemicznej pomiędzy rodzącym się jądrem planety a otaczającą ją atmosferą bogatą w wodór – bez żadnego zewnętrznego źródła zasilania z komet czy asteroid.
To odkrycie radykalnie zmienia nasze rozumienie tego, w jaki sposób planety pozyskują wodę. Sugeruje, że powstanie rozległych oceanów może być nieuniknioną konsekwencją samego procesu formowania się planet, czyniąc wodę znacznie częstszym składnikiem układów planetarnych we wszechświecie, niż wcześniej sądzono. Konsekwencje są głębokie: jeśli woda powstaje tak łatwo podczas narodzin planety, stwarza to możliwość powstania w całej naszej galaktyce światów potencjalnie nadających się do zamieszkania, pełnych niezbędnych składników życia, jakie znamy.
