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研究揭示地球上的水比我们的太阳早

发布时间:2018-05-17

卡内基科学研究所最近发​​表的一项研究表明,我们的太阳系水体中有相当一部分水比太阳年龄大,而且很可能来自星际空间形成的冰。 /

华盛顿特区 - 水对地球生命的兴起至关重要,对于评估其他行星的生命可能性也很重要。识别地球水源的最初来源是了解生命培育环境如何形成以及在其他地方发现它们的可能性的关键。 Carnegie的Conel Alexander等团队的新工作发现,我们太阳系的许多水可能起源于星际空间中形成的冰。他们的工作发表在Science上。

水在我们的太阳系中被发现。不仅在地球上,而且在冰冷的彗星和卫星上,以及水星的阴影中。水被发现包含在陨石,月球和火星的矿物样本中。

彗星和小行星特别是原始物体,在我们的太阳系早期提供了一种天然的“时间胶囊”。他们的冰可以告诉科学家关于出生后围绕太阳的冰,其起源至今仍是一个悬而未决的问题。

在它的年轻时代,太阳被行星诞生的原行星盘,即所谓的太阳星云包围。但研究人员还不清楚这个光盘中的冰是源于太阳自己的父母星际分子云,它是从它创建的,还是这个星际水是否已经被破坏,并且是由太阳中的化学反应重新形成的星云。

“为什么这很重要?如果早期太阳系中的水主要来自星际空间的冰块,那么很可能类似的冰块以及它们所含的益生元有机物在大多数或所有形成恒星周围的原行星盘中都很丰富,“Alexander解释道。 “但是如果太阳系早期的水主要是由于太阳出生时的局部化学处理而产生的,那么在形成行星系统时,水的丰度可能会有很大的变化,这显然会影响生命的出现别处。”

在研究太阳系冰点的历史中,由密歇根大学的L. Ilsedore Cleeves领导的团队专注于氢和更重的同位素氘。同位素是具有相同数量的质子但具有不同数量的中子的相同元素的原子。同位素之间的质量差异导致其在化学反应过程中的行为发生微妙的差异。因此,水分子中氢与氘的比例可以告诉科学家有关分子形成的条件。

例如,星际水冰由于其形成的温度非常低而具有高比例的氘与氢。到目前为止,尚不清楚在太阳出生时化学处理除去了多少这种氘富集,或者新生儿太阳能系统能够自行产生多少富含氘的水冰。

因此,该团队创建了模拟原行星盘的模型,其中来自太空冰的所有氘都已通过化学处理消除,系统必须在百万年期间从“从头开始”生产含氘的冰块。他们这样做是为了观察系统是否能够达到陨石样品,地球海水和“时间胶囊”彗星中发现的氘到氢的比率。他们发现它不能这样做,它告诉他们我们自己的太阳系中至少有一些水有星际空间的起源,并且在太阳的诞生之前。

“我们的研究结果表明,我们的太阳系水中很大一部分是培育生命的最基本成分,比太阳还要早,这表明在所有年轻的行星系统中应该可以找到丰富的有机质丰富的星际冰,”亚历山大说。

出版物:L. Ilsedore Cleeves等人,“太阳系中水冰的古代遗产”,科学,2014年9月26日:Vol。 345号。 6204第1590-1593页; DOI:10.1126 / science.1258055

来源:卡内基科学研究所

图片:Bill Saxton,NSF / AUI / NRAO

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