Исследование молодой планетной системы Бета Живописца показало, что водяной лёд в её околозвёздном диске почти полностью имеет аморфную структуру. В отличие от кристаллического льда, аморфный лёд представляет собой неупорядоченное твёрдое вещество, похожее на стекло. Учёные оценили, что доля кристаллического льда в системе составляет менее 7 процентов.
При замерзании воды при умеренных температурах её молекулы выстраиваются в кристаллическую решётку. Такой лёд создаёт характерный пик в спектре на длине волны немного больше 3 микрометров, однако у Беты Живописца этот признак отсутствует. Аморфная структура возникает, когда вода замерзает настолько быстро и при такой низкой температуре, что молекулы закрепляются практически там, где оказались.
Согласно моделям, в пылевых дисках лёд должен преимущественно быть кристаллическим. Чтобы сохраниться в аморфном виде, он должен оставаться при температуре ниже 100 кельвинов, то есть примерно минус 173 градусов Цельсия, либо постоянно подвергаться воздействию факторов, разрушающих кристаллическую структуру. К ним относятся ультрафиолетовое излучение высокой энергии, космические лучи и частицы, испускаемые звездой, поэтому исследователи считают, что лёд сформировался в межзвёздной среде ещё до образования планет системы.
Равномерное распределение льда по диску, вероятно, связано с регулярными столкновениями планетезималей — небольших тел, из которых формируются планеты. Такие удары выбрасывают свежую ледяную пыль, в том числе лёд, ранее находившийся внутри столкнувшихся объектов и защищённый от воздействия света. Наблюдения в инфракрасном диапазоне уже выявили в юго-западной части диска изогнутую асимметричную полосу пыли, которую связывают с мощным столкновением.
Результаты команды Бетти подтверждают предположение, что угарный газ в диске появляется при столкновениях ледяных тел, а также объясняют, как лёд может сохраняться под постоянным воздействием ультрафиолета. При этом исследователям не удалось точно определить количество кристаллического льда и исключить присутствие других молекул в смеси. Работа опубликована в журнале Science в 2026 году, DOI: 10.1126/science.adw7770.
Бета Живописца находится на расстоянии 64 световых лет от Земли. Если эта молодая система действительно изначально содержала ледяные вещества, сходные с теми, из которых сформировалась Солнечная система, межзвёздный лёд может быть распространённым компонентом планетных систем. В таком случае исходные материалы для богатых водой и потенциально пригодных для жизни миров могут встречаться достаточно часто.