天文学家发现围绕恒星运行的水分子

（美国有线电视新闻网） 附近的一个恒星系统正在帮助天文学家解开数十亿年前太阳系中水是如何出现的谜团。

科学家们使用位于智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米望远镜阵列 (ALMA) 观测了一颗名为 V883 Orionis 的年轻恒星，它位于 1,300 光年之外。

这颗恒星被恒星诞生时遗留下来的行星状气体和尘埃云盘包围。 最终，圆盘中的物质在数百万年的时间里聚集在一起形成彗星、小行星和行星。

一组研究人员使用 ALMA 测量行星形成盘中的化学信号，并检测到气态水或水蒸气的存在。 他们的发现让天文学家能够追踪水从形成恒星并最终产生行星的气态云中的旅程。

他们的发现于周三发表在期刊上 自然, 表明由太阳的行星形成盘形成的彗星将水带到了地球。 这意味着地球上的水实际上可能比我们 46 亿岁的太阳还要古老。

“我们现在可以追溯到太阳形成之前太阳系中水的起源，”该研究的主要作者、国家天文台的天文学家约翰·J·托宾在一份声明中说。

通常，水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。

研究小组研究了一种叫做重水的变量，它在猎户座 V883 的圆盘中检测到？ 其中一个氢原子被称为氘的重同位素取代。 我们习惯的水和重水在不同情况下形成，研究人员可以使用它们的比率来追踪水分子形成的时间和地点。

天文学家认为，彗星可能在地球历史早期通过与地球碰撞将水输送到地球，因为一些彗星与地球上的水的比例相似。

彗星是由围绕恒星运行的尘埃和冰构成的大型天体。

在研究 V883 Orionis 时，研究人员意识到从包含水分子的气体和尘埃云中诞生的年轻恒星与从环绕新生恒星运行的相同云中产生的彗星之间缺失的联系。

“V883 Orionis 是这种情况下的缺失环节，”托宾在声明中说。 “圆盘中水的成分与我们太阳系中的彗星非常相似。这证实了行星系统中的水是在数十亿年前、太阳出现之前的星际空间中形成的，并由彗星和地球，相对没有变化。”

检测行星盘中的水分子可能是一项具有挑战性的任务。

“行星形成盘中的大部分水都像冰一样冻结，所以我们通常看不到它，”该研究的合著者、荷兰莱顿天文台的博士生玛戈莱姆克在一份声明中说。

检测碳酸水比检测冰更容易，因为分子在移动时会发出辐射。

托宾说，V883 Orionis 周围的圆盘异常温暖，因为这颗恒星释放出的能量爆发将冰变成了气体，使研究人员能够探测到它。

该团队在行星形成盘中检测到的水量至少是地球海洋水量的 1,200 倍。

天文学家热衷于使用 非常大的望远镜，或 ELT，及其第一代中红外成像和光谱仪，或 METIS，用于未来的这些类型的观测。 ELT 目前正在智利建设，预计将于 2028 年准备就绪。

“这将使我们更全面地了解地球组成盘中的冰和气体，”利马克说。