一項新的研究報告表明,地球上以及太陽系其他地方的許多水很可能早於太陽的誕生。
研究人員說,這一發現表明,水通常被納入整個銀河系以及更遠範圍的新形成的行星中。
研究的主要作者,天文學博士學位的艾爾西·克萊夫斯(Ilse Cleeves)表示:「我們的研究的意義在於,星際水冰在星狀誕生的劇烈過程中倖存下來,然後被整合到行星體中。」
克萊夫斯補充說:「如果我們的太陽形成是典型的,星際冰,包括水,可能會倖存下來,並且是所有太陽系外系統形成過程中的共同成分。」
「鑑於迄今已確認的太陽系外行星系統的數量,這尤其令人興奮-它們在形成過程中也能獲得豐富的生命水。」
迄今為止,天文學家已經發現了近2000顆系外行星,而且在太空深處還沒有發現 數十億個潛伏。
平均而言,每個銀河系恆星被認為擁有至少一個行星。
我們的太陽繫到處都是水。
它的海洋不僅在地球表面晃蕩,而且在木星的月亮歐羅巴和土星衛星 土衛二的冰殼之下 。在月球,彗星,火星兩極甚至在距太陽最近的水星上的陰影坑中發現了水冰。
Ilse Cleeves和她的同事們想知道所有這些水是從哪裡來的。
「為什麼如此重要?如果早期太陽系中的水主要是從星際空間中以冰的形式遺傳的,那麼類似的冰,以及它們所含的益生元有機質,很可能在形成過程中的大部分或所有原行星盤中都很豐富。華盛頓特區卡內基科學研究所的研究合著者Conel Alexander在一份聲明中說。
「但是,如果早期太陽系的水主要是太陽出生時局部化學處理的結果,那麼形成行星系統時水的豐度可能會發生很大變化,這顯然會對生命出現的可能性產生影響。其他地方。」亞歷山大補充說。
並非所有的水是「標準」 H 2O.
一些水分子含有氘,氘是氫的重同位素,其原子核中包含一個質子和一個中子。(同位素是原子具有相同數量的質子,但中子數量不同的元素的不同版本。例如,最常見的氫同位素,稱為pro,具有一個質子,但沒有中子。)
由於氘和pro的質量不同,因此它們在化學反應中的行為也不同。因此,某些環境更有利於「 重水」的形成-包括星際空間之類的超冷場所。
研究人員建立了模擬原行星盤內反應的模型, 以試圖確定太陽系初期的過程是否會產生今天在地球海洋,彗星物質和隕石樣品中觀測到的重水濃度。
該團隊在模擬開始時將氘水平重置為零,然後觀察是否可以在一百萬年內產生足夠的富氘冰-這是行星盤的標準壽命。答案是否定的。
結果表明,在太陽誕生之前,地球上多達30%至50%的海洋水,也許有60%至100%的水原先是在星際空間中形成的。
(這些是模擬生成的高端估計;低端估計表明,至少有7%的海水和至少14%的彗星水早於太陽。)
她說,儘管這些發現於今天(9月25日)在線發表在《科學》雜誌上,無疑將引起天體生物學家的興趣,但它們在個人層面也引起了克萊夫斯的共鳴。
克萊夫斯說:「地球上相當大一部分的水可能非常老,太老了以至於早於地球本身。」
「對我來說,揭露我們日常經驗與整個銀河系之間的直接聯繫非常有趣,並為我們在宇宙中的地位提供了絕佳的視角。」
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