Det kan verka inkongruent att hitta vattenis i skivan av gas och damm som omger en stjärna. Eld och is blandas helt enkelt inte. Vi skulle aldrig hitta is nära vår sol.
Men vår sol är gammal. Cirka 5 miljarder år gammal, med cirka 5 miljarder kvar. Några yngre stjärnor, av en typ som kallas Herbig Ae/Be stjärnor (efter den amerikanske astronomen George Herbig,) är så unga att de är omgivna av en cirkumstellär skiva av gas och damm som ännu inte har använts av bildningen av planeter. För dessa typer av stjärnor är förekomsten av vattenis inte nödvändigtvis oväntad.
Vattenis spelar en viktig roll i ett ungt solsystem. Astronomer tror att vattenis hjälper stora, gasformiga planeter att bildas. Närvaron av is gör den yttre delen av en planetskiva tätare. Denna ökade densitet gör att kärnorna hos gasplaneter kan smälta samman och bildas.
Unga solsystem har vad som kallas en snölinje. Det är gränsen mellan jord- och gasplaneter. Bortom denna snölinje uppmuntrar is i den protoplanetära skivan gasplaneter att bildas. Inne i denna snölinje bidrar bristen på vattenis till bildandet av jordiska planeter. Du kan se detta i vårt eget solsystem, där snölinjen måste ha legat mellan Mars och Jupiter.
Ett team av astronomer som använder Tvillingarna Teleskopet observerade närvaron av vattenis i den protoplanetära skivan som omger stjärnan HD 100546, en Herbig Ae/Be-stjärna cirka 320 ljusår från oss. Med bara 10 miljoner år gammal är denna stjärna ganska ung, och det är en väl studerad stjärna. Hubble har hittat komplexa spiralmönster i skivan, och än så länge är dessa mönster oförklarliga.
HD 100546 är också anmärkningsvärt eftersom forskning 2013 visade den troliga pågående bildningen av en planet i dess skiva. Detta gav ett sällsynt tillfälle att studera de tidiga stadierna av planetbildning. Att hitta is i skivan och upptäcka hur djupt den finns i skivan är en viktig del av informationen för att förstå planetbildningen i unga solsystem.
Att hitta den här isen tog en del smart astro-spårning. Gemini-teleskopet användes, med sin Near-Infrared Coronagraphic Imager (NICI), ett verktyg som användes för att studera gasjättar. Teamet installerade H2O-isfilter för att hjälpa till att nollställa förekomsten av vattenis. Den protoplanetära skivan runt unga stjärnor, som i fallet med HD 100546, är en blandad kombination av damm och gaser, och det är inte lätt att isolera typer av material i skivan.
Vattenis har hittats i skivor runt andra Herbig Ae/Be-stjärnor, men distributionsdjupet för den isen har inte varit lätt att förstå. Detta papper visar att isen finns i skivan, men bara ytligt, med UV-fotodesorptionsprocesser som är ansvariga för att förstöra iskorn närmare stjärnan.
Det kan tyckas banalt så säg att mer studier behövs, som författarna till studien säger. Men egentligen, inom vetenskap, behövs det inte alltid mer studier? Kommer vi någonsin att nå slutet av förståelsen? Absolut inte. Och absolut inte när det kommer till bildningen av planeter, vilket är en ganska viktig sak att förstå.