Вода могла существовать в ранней Вселенной в избытке

Не сразу, потому что молекулы воды содержат кислород, а кислород должен быть сформирован в первых звездах. Тогда кислород вынужден был распространиться и объединиться с водородом в значительных количествах. Новая теоретическая работа обнаружила, что, несмотря на эти сложности, водяной пар мог быть в изобилии в пространственных карманах, как сейчас, спустя миллиард лет после Большого Взрыва.

В ранней Вселенной отсутствовали элементы тяжелее водорода и гелия. Первое поколение звезд, как полагают, было массивным и кратковременным. Эти звезды сгенерировали элементы, такие как кислород, который затем распространился наружу с помощью звездных ветров и взрывов сверхновых. Это привело к «островам» газа, обогащенным тяжелыми элементами. Однако, даже в этих островах было гораздо меньше кислорода, чем газа в Млечном Пути сегодня.

Группа ученых изучила химические реакции, способных привести к образованию воды внутри ранних молекулярных облаков, бедных на кислород. Они обнаружили, что при температурах около 80 градусов по Фаренгейту (около 30° C), обилие воды может образовываться в газовой фазе, несмотря на относительную нехватку сырья.

"Эти температуры возможны, потому что Вселенная тогда была теплее, чем сегодня, и газ не мог эффективно охлаждаться", объясняет ведущий автор исследования Шмуэль Бьяли (Shmuel Bialy) из Тель-Авивского университета.

"Свечение космического микроволнового фона было жарче, и плотность газа была выше", добавляет Амил Стернберг (Amiel Sternberg), соавтор из Тель-Авивского университета.

Хотя ультрафиолетовый свет от звезд разбивает на части молекулы воды, после сотен миллионов лет может быть достигнуто равновесие между образованием воды и разрушением.

"Можно создать значительное количество воды в газовой фазе даже без особого обогащения тяжелыми элементами", добавляет Бьяли.

Текущая работа вычисляет, сколько воды может существовать в газовой фазе в молекулярных облаках, образующих более поздние поколения звезд и планет. Это не решает вопроса, сколько воды будет существовать в виде льда, доминирующего в нашей галактике, или какая часть всей воды может на самом деле быть включена в формирование планетных систем.