将行星形成过程中水的历史追溯到星际介质

发布时间：2023-03-09 18:39:37 栏目：生活

导读 研究附近原恒星的科学家已经检测到其星周盘中存在水。使用阿塔卡马大型毫米 亚毫米阵列(ALMA)进行的新观测标志着首次检测到水被遗传到原行

研究附近原恒星的科学家已经检测到其星周盘中存在水。使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的新观测标志着首次检测到水被遗传到原行星盘中，而其成分没有显着变化。这些结果进一步表明，我们太阳系中的水是在太阳出现之前数十亿年形成的。新的观测结果今天发表在《自然》杂志上。



猎户座V883是一颗原恒星，距离地球约1，305光年，位於猎户座。对这颗原恒星的新观测通过确认它们具有相似的成分，帮助科学家找到了星际介质中的水和太阳系中的水之间的可能联系。

“我们可以把水穿过宇宙的路径想象成一条小径。我们知道端点是什么样子的，哪些是行星和彗星上的水，但我们想追溯到水的起源，“美国国家科学基金会国家射电天文台(NRAO)的天文学家约翰托宾说。

“在此之前，我们可以将地球与彗星联系起来，将原恒星与星际介质联系起来，但我们无法将原恒星与彗星联系起来。V883 Ori改变了这种情况，并证明了该系统和太阳系中的水分子具有相似的氘和氢比例。

在原恒星周围的星周盘中观测水是困难的，因为在大多数系统中，水以冰的形式存在。当科学家观察原恒星时，他们正在寻找水雪线或冰线，这是水从主要是冰转变为气体的地方，射电天文学可以详细观察。

“如果雪线离恒星太近，就没有足够的气态水很容易被探测到，尘埃飞扬的圆盘可能会阻挡大量的水排放。但是，如果雪线离恒星更远，则有足够的气态水可以检测到，V883 Ori就是这种情况，“托宾说，他补充说，原恒星的独特状态使这个项目成为可能。

V883 Ori的圆盘非常大，温度刚好足以让其中的水从冰变成气体。这使得这颗原恒星成为研究太阳系在无线电波长下生长和演化的理想目标。

“这一观察突出了ALMA仪器在帮助天文学家研究对地球上的生命至关重要的东西：水方面的卓越能力，”ALMA的NSF项目官员Joe Pesce说。了解在银河系更遥远的地区看到的对我们地球上重要的潜在过程，也有利于我们对自然界如何运作的知识，以及我们的太阳系发展成我们今天所知道的过程。

为了将V883 Ori原行星盘中的水与我们太阳系中的水连接起来，研究小组使用ALMA的高灵敏度波段5(1.6毫米)和波段6(1.3毫米)接收器测量了它的成分，发现它在太阳系形成的每个阶段之间保持相对不变：原恒星，原行星盘和彗星。

“这意味着我们太阳系中的水早在太阳，行星和彗星形成之前就已经形成。我们已经知道星际介质中有大量的水冰。我们的研究结果表明，这种水在形成过程中直接融入了太阳系，“密歇根大学的天文学家，该论文的合著者Merel van 't 'Hoff说。“这令人兴奋，因为它表明其他行星系统也应该收到大量的水。

澄清水在彗星和微行星发展中的作用对于了解我们自己的太阳系如何发展至关重要。虽然太阳被认为是在密集的恒星团中形成的，而V883 Ori相对孤立，附近没有恒星，但两者有一个共同的关键共同点：它们都是在巨大的分子云中形成的。

“众所周知，星际介质中的大部分水在云层中微小尘埃颗粒的表面上形成冰。当这些云在自身的引力下坍缩并形成年轻的恒星时，水最终会进入它们周围的圆盘中。最终，圆盘进化，冰冷的尘埃颗粒凝结形成一个新的太阳系，有行星和彗星，“莱顿大学的天文学家，该论文的合著者Margot Leemker说。

“我们已经证明，云中产生的水几乎保持不变。因此，通过观察V883 Ori盘中的水，我们基本上可以回顾过去，看看我们自己的太阳系在年轻得多时的样子。

托宾补充说：“到目前为止，我们太阳系发展中的水链被打破了。在这种情况下，V883 Ori是缺失的环节，我们现在在从彗星和原恒星到星际介质的水谱系中有一个不间断的链条。