Det er noe rart som skjer rundt den røde gigantstjernen CW Leonis (blant annet dypt inne i stjernens karbonrike slør, har astronomer oppdaget vanndamp der intet vann skal være.
CW Leonis er lik masse i solen, men mye eldre og mye større. Det er den nærmeste røde kjempen til solen, og i dødsfallene har den gjemt seg i en sotet, ekspanderende sky av karbonrikt støv. Dette hylsteret gjør CW Leonis nesten usynlig for det blotte øye, men ved noen infrarøde bølgelengder er det den lyseste gjenstanden på himmelen.
Vann ble opprinnelig oppdaget rundt CW Leonis i 2001 da Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS) fant signaturen til vann i de kjølige ytre delene av stjernens støvete konvolutt ved en temperatur på bare 61 K. Dette vannet ble antatt å være bevis for å fordampe kometer og andre isete gjenstander rundt den ekspanderende stjernen. Nye observasjoner med SPIRE og PACS-spektrometre på Herschel Space Observatory avslører at det er noe mye mer overraskende som skjer.
"Takket være Herschels suverene følsomhet og spektrale oppløsning, var vi i stand til å identifisere mer enn 60 linjer med vann, tilsvarende en hel serie energiske nivåer av molekylet," forklarer Leen Decin fra University of Leuven og leder av studien. De nylig oppdagede spektrallinjene indikerer at vanndampen ikke er alt i den kalde ytre konvolutten til stjernen. Noe av det ligger mye nærmere stjernen, der temperaturene når 1000 K.
Ingen isete fragmenter kunne eksistere så nær stjernen, så Decin og kollegene måtte komme med en ny forklaring på tilstedeværelsen av varmt vanndamp. Hydrogen er rikelig i konvolutten av gass og støv som omgir karbonstjerner som CW Leonis, men den andre byggesteinen av vann, oksygen, er vanligvis bundet opp i molekyler som karbonmonoksid (CO) og silisiummonoksid (SiO). Ultraviolett lys kan dele disse molekylene og frigjøre det lagrede oksygenet, men røde kjempestjerner lager ikke mye UV-lys, så det må komme et annet sted.
De støvete konvoluttene rundt karbonstjerner er kjent for å være klumpete, og det viser seg å være nøkkelen til å forklare den mystiske vanndampen. Den ujevnlige strukturen i hylsen rundt CW Leonis lar UV-lys fra det interstellare rommet dypet av stjernens konvolutt. "Vel inne i konvolutten utløser UV-fotoner et sett med reaksjoner som kan produsere den observerte distribusjonen av vann, så vel som andre, veldig interessante molekyler, for eksempel ammoniakk (NH3)," sier Decin. "Dette er den eneste mekanismen som forklarer hele temperaturen i vannets temperatur."
I løpet av de kommende månedene vil astronomer teste denne hypotesen ved å bruke Herschel for å søke etter bevis på vann i nærheten av andre karbonstjerner.
