太阳系的水来源 天文学家找到了

天文学家在一个名为 V883 Orionis 恒星周围的行星形成盘中,探测到了气态水。这种水携带的化学特征,可以解释水从形成恒星气体云到行星的旅程,支持地球上的水甚至比我们的太阳更古老的想法。

“我们现在可以追溯到太阳系的水源,是在太阳形成之前就有的,”美国天文学家John J. Tobin说道,他是这项发表在《自然》期刊上的研究主作者。

阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)是一种天文工具,可以用来探测星际空间中的物质。Tobin和他的团队使用ALMA在V883 Orionis星周围的行星形成盘中发现了气态水。这种水可以解释水从形成恒星气体云到行星的旅程,支持地球上的水甚至比我们的太阳更古老的想法。

研究V883 Orionis中的水的组成可以追溯到距离地球约1300光年的行星形成盘中,这是通过测量水的化学特征和它的从形成恒星云到行星的路径实现的。 Tobin的团队研究了稍微重的水的版本,其中一个氢原子被重氢同位素所取代,这可以用来追踪水的形成时间和地点。

观察水的过程非常棘手,因为行星形成盘中的大多数水都以冰的形式冻结了起来,因此通常被隐藏起来,远离我们的视线。但幸运的是,V883 Orionis盘被证明异常炽热,使得气态水可以被探测到。由于V883 Orionis盘中的水组成与太阳系中的彗星非常相似,这证实了水在行星系统中的形成时间可以追溯到数十亿年前,比太阳更早,在星际空间中,并且已被彗星和地球继承,相对不变。

上图为艺术家示意图,为环绕 V883 Orionis的行星形成盘。行星形成盘的最外层,水是结冰的,因此不容易被探测到。来自恒星的能量爆发,将内部盘加热到水以气态存在的温度,使天文学家能够探测。
右下插图显示行星形成盘中的两种水分子:普通水,有一个氧原子和两个氢原子;和一个重水版本,一个氢原子被氘 (发音 dāo) 取代,氘是氢的一种重同位素。Credit: ESO/L. Calçada

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