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科学家发现太阳系中的水早于太阳的诞生

发布时间:2021-01-13 13:18:26 阅读: 来源:聚氨酯泡沫填缝剂厂家

科学家发现太阳系中的水早于太阳的诞生

导读:长期以来,关于太阳系中水的来源存在两种主要争论,一种是在太阳形成过程中,通过宇宙射线电离等方式形成了水,另一种是早在46亿年前太阳诞生之时,水就已存在,它来自于星际介质。最新研究为第二种观点提供了证据。水对于地球上生命的起源至关重要,也是评估其它星球上是否存在生命的一个重要考虑因素。确定地球上水的来源是了解生命起源的关键,包括了解适合生命产生的环境是如何形成的以及在其他地方是否有生命存在的可能性。包括美国卡内基学院的科内尔亚历山大参加的一个研究团队最新发现,太阳系中大部分的水可能来自形成于星际空间中的冰。他们的研究成果2014年9月25日已经发表在《科学》杂志上。整个太阳系中都发现了水。不仅仅是地球上,冰质彗星和卫星上,以及水星的阴影盆地中都发现了水的存在。而且在陨石、月球和火星的矿物样品中也有水。特别是彗星和小行星,作为很原始的研究对象,为我们提供了一个太阳系早期状态的天然的“时空胶囊”。太阳诞生后它们的冰层就围绕着太阳转,但冰层到底来自何处,直到现在,仍旧没有答案。太阳形成的早期,太阳被原行星盘所包围,就是所谓的太阳星云,从太阳星云中诞生了行星。但研究者并不清楚星云中的冰是来自太阳本身的星际分子云,或是在太阳形成时这种星际分子云已经被破坏,却又在太阳星云中发生化学反应而重新形成。“为什么这很重要?如果在早期太阳系的水主要起源于星际空间的冰,那么它们可能是与冰类似的、包含有机物的物质,很可能大量的存在于行星周围以及大部分或全部的原行星盘中”亚力山大解释说。“但如果早期太阳系的水,主要是太阳诞生过程中化学反应的结果,那么对于正在形成的行星系统中,水的含量是不同的,这显然对其他地方存在生命的可能性产生影响。”在研究太阳系中冰的进程中,密歇根大学L. Ilsedore

Cleeves领导的研究团队,重点关注氢气和其较重的同位素氘。同位素是具有相同质子数,不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素。质量上的差异使得同位素在参与化学反应时出现细微的性质差异。因此,水分子中氢和氘的比率能够告诉科学家,这些水分子形成时处在怎样的环境当中。例如,星际空间中的水冰由于形成于极低的温度条件下,因此氢氘的比例很高。直到现在,

也没有人知道,在太阳诞生发生化学反应过程中,有多少这种富含氘的水冰被破坏掉,新生太阳系有多大的能力自己生产富含氘的水冰。所以研究团队创建了一个模拟原行星盘的化学历史模型,因为所有来自太空的氘冰已经被化学反应清除了,系统需要模拟氘冰形成一百万年的时间,“从头开始”生产含有氘的水冰。他们这样做是为了看看这个系统是否能达到氢氘的预想比率,与陨石样本、地球上的海水、“时间胶囊”彗星中一样的比例。研究人员用这个化学历史模型确定前一种情形是不可行的,这就说明,我们太阳系中,至少有一些水起源于星际空间并且早于太阳的诞生。我们的发现表明,太阳系中的一个重要部分——水,养育生命最根本的要素,比太阳的历史还悠久,这表明,富含有机物的星际冰应该在所有年轻的行星系统中被发现”亚历山大说。

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