科学家在行星形成盘中发现古老的“重水”,揭示星际水的起源

天文学家首次在年轻恒星 V883 Ori 周围的行星形成盘中探测到由氘构成的“重水”(D2O),这一发现通过阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)实现。这标志着这些水分子比恒星本身的诞生还要古老,甚至早于星系的形成。这项研究的成果已于 9 月发表在《自然天文学》上。
研究表明,这些水分子是在古老的分子云中形成的,并在太阳系形成之前就已存在于太空中。米兰大学物理系博士后玛戈・利姆克(Margot Leemker)表示:“我们的探测无可争议地证明,这个行星形成盘中的水必定比中心恒星还要古老,它在恒星和行星形成的最早阶段就已存在。”
古老水分的星际旅程
通过对重水(D2O)的化学分析,研究人员发现这些水分子经历了恒星和行星形成过程中剧烈的变化,穿越了数十亿公里的空间与时间,最终进入了像我们太阳系这样的行星系统。重要的是,这些水分子并没有在盘中被摧毁后重新形成,而是遗传自恒星形成的最早、最寒冷的阶段。
美国国家科学基金会国家无线电天文台的科学家、研究的第二作者约翰・托宾(John Tobin)指出:“直到现在,我们还不确定大多数彗星和行星中的水是在像 V883 Ori 这样的年轻盘中重新形成的,还是它们是来自古老的星际云,保持‘原始’状态。”
重水的发现与水的星际遗产
通过敏感的同位素比率(D2O / H2O)分析,科学家们确认了水的古老遗产,并为云、盘、彗星和行星之间的联系提供了缺失的环节。这一发现是水从星际云到行星系统材料的直接证据,证明了它在整个过程中没有被破坏,保持了原貌。
“这一发现为我们理解水在行星形成中的历程提供了突破性进展,也让我们了解了这些水分是如何通过类似的过程进入太阳系,甚至可能到达地球的。”——玛戈・利姆克
水与生命的关系
众所周知,水是生命和宜居性的基础。了解行星水的来源有助于我们理解太阳系及其他星系中生命的起源。这一发现表明,许多年轻的行星,甚至是我们之外的星球,可能会继承比它们自己还要古老数十亿年的水。
这项研究不仅揭示了水的星际起源,也为我们提供了关于生命起源的新视角。随着科学家继续探索宇宙的奥秘,这一发现可能会引发更多关于地球和其他行星上水的来源及其对生命影响的研究。