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水比太陽(yáng)更古老，外星生命大有可能 已有2人參與
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艾麥樂 發(fā)表于 2014-09-26 17:11 新的研究證明，地球上至少有相當(dāng)一部分水，形成于星際空間，可以追溯到太陽(yáng)形成之前。這也意味著，太陽(yáng)系外的其他行星也會(huì)在含有大量水的環(huán)境中形成，意味著生命在銀河系中遍地開花的前景相當(dāng)樂觀。圖片來源：阿五，夜空中國(guó) 水是地球上生命起源的關(guān)鍵物質(zhì)，對(duì)于評(píng)估其他行星上是否可能存在生命也相當(dāng)重要。確定地球上水的最初來源，是了解養(yǎng)育生命的環(huán)境如何形成的關(guān)鍵，也是了解其他地方有多大可能性找到類似環(huán)境的關(guān)鍵。一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，我們太陽(yáng)系中有許多水，很可能起源于星際空間中形成的冰。他們的研究論文9月25日發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。 在我們的太陽(yáng)系中，水可以說是無處不在。不只地球上有水，那些冰質(zhì)彗星和衛(wèi)星上也有水，甚至連水星上永遠(yuǎn)曬不到陽(yáng)光的陰影盆地中也有水冰的存在。水還存在于來自隕石、月球和火星的礦物樣本之中。尤其是彗星和小行星，由于本身就較為原始，它們?yōu)槲覀兲?yáng)系早期的環(huán)境提供了天然的“時(shí)間膠囊”。 在太陽(yáng)尚處在幼年時(shí)，它被一個(gè)原行星盤所包圍，也就是所謂的“太陽(yáng)星云”（solar nebula），行星便在其中誕生。但是，科學(xué)家此前一直不太清楚，太陽(yáng)星云中的冰，到底來源于太陽(yáng)形成之前的星際分子云，還是在太陽(yáng)形成的過程中全部被破壞然后又通過化學(xué)反應(yīng)重新形成的。 “為什么這個(gè)問題很重要？如果早期太陽(yáng)系里的水是從星際空間直接繼承過來的原始物質(zhì)，那么類似的水冰，以及它們所包含的前生命有機(jī)物質(zhì)，就很有可能大量存在于大多數(shù)甚至全部正在形成的恒星周圍的原行星盤中�！泵绹�(guó)卡內(nèi)基學(xué)院參與了這項(xiàng)研究的科內(nèi)爾·亞歷山大（Conel Alexander）解釋說，“然而，如果早期太陽(yáng)系里的水主要來自于太陽(yáng)誕生時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，那么在不同的正在行成的行星系統(tǒng)中，水的含量就可能千差萬(wàn)別，這顯然會(huì)對(duì)太陽(yáng)系外其他地方涌現(xiàn)出生命的可能性產(chǎn)生影響�！� 這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在研究太陽(yáng)系水冰的歷史時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注了氫和它的重同位素氘。同位素是同一種元素的不同原子，擁有相同數(shù)目的質(zhì)子，但中子數(shù)目不同。質(zhì)量上的差異使得同位素在參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)細(xì)微的性質(zhì)差異。因此，水分子中氫和氘的比率能夠告訴科學(xué)家，這些水分子形成時(shí)處在怎樣的環(huán)境當(dāng)中。 舉例來說，星際空間的水冰，氘氫比率就會(huì)較高，因?yàn)樗鼈冃纬捎跇O低的溫度。但沒有人知道，在太陽(yáng)誕生的化學(xué)反應(yīng)中有多少這種富含氘的水會(huì)被破壞掉，也沒有人知道，新生太陽(yáng)系有多大的能力自己產(chǎn)生富含氘的水冰——直到現(xiàn)在。 地球上至少有一部分水，在太陽(yáng)形成之前就已經(jīng)形成。這張示意圖描繪了水在太陽(yáng)系形成歷史中的演變。圖片來源：Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO 這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)建立了模型來模擬原行星盤，其中來自星際空間水冰中的所有氘原子都已經(jīng)被化學(xué)反應(yīng)清除了，因此這個(gè)系統(tǒng)不得不從頭開始，在長(zhǎng)達(dá)100萬(wàn)年的模擬時(shí)間中，自行生產(chǎn)出含氘的水冰。研究團(tuán)隊(duì)之所以這樣做，是為了弄清楚這樣一個(gè)行星系統(tǒng)能不能產(chǎn)生出我們?cè)陔E石樣本、地球的海水和“時(shí)間膠囊”彗星中看到的那種氘氫比率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，他們的模型沒辦法做到這一點(diǎn)——這意味著，我們的太陽(yáng)系中至少有一部分水起源于星際空間，可以追溯到太陽(yáng)誕生之前。 亞歷山大說，“我們的發(fā)現(xiàn)證明，太陽(yáng)系中相當(dāng)一部分水要比太陽(yáng)更加古老。這意味著大量富含有機(jī)物的星際水冰，應(yīng)該存在于所有年輕的行星系統(tǒng)之中。” 英國(guó)�？巳卮髮W(xué)物理及天文學(xué)系的姆·哈里斯（Tim Harries）教授也參加了這項(xiàng)研究。他說：“在尋找其他行星上是否存在生命的征途上，這是向前邁進(jìn)的重要一步。通過辨別地球上水的遠(yuǎn)古起源，我們能夠了解太陽(yáng)系的形成過程并不獨(dú)特，太陽(yáng)系外的行星也會(huì)在含有大量水的環(huán)境中形成。因此，這項(xiàng)研究提出了這樣一種可能性：某些外星行星上很可能擁有適宜的環(huán)境，有水資源存在，讓生命得以演化�！� 該研究的第一作者、美國(guó)密歇根大學(xué)的博士研究生伊塞多爾·克利夫斯（Ilsedore Cleeves）說，“這些發(fā)現(xiàn)暗示，太陽(yáng)系里的水至少有一部分是從太陽(yáng)誕生的環(huán)境中繼承下來的，因此要比太陽(yáng)本身還要更加古老。如果太陽(yáng)系的形成稱得上典型的話，這意味著水在所有行星系統(tǒng)的形成過程中都是一種常見的原料�！� 克利夫斯還表示，“到目前為止，開普勒衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近1000顆得到證實(shí)的太陽(yáng)系外行星。行星形成過程中水的廣泛存在，表明銀河系中生命遍地開花，前景相當(dāng)樂觀�！保ň庉嫞篠teed） 編譯來源 英國(guó)埃克塞特大學(xué)官網(wǎng)，Heritage of Earth's water gives rise to hopes of life on other planets；美國(guó)卡內(nèi)基學(xué)院官網(wǎng)，Earth's water is older than the sun 美億美生物轉(zhuǎn)載 |
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