一项新的研究报告称，地球上的水起源于50多亿年前的星际空间，比太阳更古老，揭示了关于萌芽恒星系统中水演化的迷人见解。这一发现将为寻找其他有水的宜居行星提供信息。
天文学家史无前例地捕捉到了距离地球约1300光年的猎户座V883幼年恒星周围的水蒸气，这使他们能够在一个发展中的恒星系统中首次测量出两种关键版本的水的比例。结果显示，猎户座V883系统中的水的成分与我们太阳系中许多天体的水含量非常相似，这一发现为地球上的大部分水来自太阳诞生前存在的星际尘埃颗粒的理论增加了可信度。
液态水对地球上的生命至关重要，这就是为什么科学家们希望在宇宙的其他地方找到生命，他们把重点放在其他恒星的所谓“宜居带”上，那里可能存在水。但为了评估银河系其他地方是否存在宜居的水世界，我们需要了解地球是如何拥有充满生命的海洋、河流和湖泊的。
猎户座V883为这个问题提供了一个极好的实验室，因为它被相对温暖的气体和尘埃所包围，被称为原行星盘，彗星、行星和其他天体可能最终从那里出现。在大多数恒星系统的诞生阶段，水大多以冰的形式被锁在星际尘埃颗粒上，但来自年轻恒星的热爆发暗示了观测到水蒸气从这些颗粒中升华的可能性。
为了寻找这种蒸汽，由美国国家射电天文台的天文学家约翰·托宾(John Tobin)领导的一个团队，用世界上最灵敏的射电望远镜之一阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测了猎户座V883。
根据周三发表在《自然》杂志上的一项研究，研究人员不仅报告了在该系统中“直接检测到气相水”，他们还首次测量了普通水(由两个氢和一个氧组成)与含有较重氢的水(称为氘)的比例。
托宾在电话中说:“这是我们第一次能够真正测量圆盘中水的氘与氢的比例，这是一个强大的工具，让我们把它与太阳系中的彗星、地球上的水以及恒星形成早期阶段的水联系起来。”
“我们认为，在恒星形成之前，水最终会在圆盘和彗星中形成，”他继续说。“这些水分子是在星际空间非常微小的尘埃颗粒表面形成的。”
猎户座V883周围异常温暖的圆盘为托宾和他的同事提供了一个独特的机会，可以在比其他系统更远的距离上检查水蒸气。之前的研究发现水蒸气存在于离恒星很近的温暖区域，而托宾的团队发现水蒸气的距离是地球绕太阳轨道距离的120倍。事实上，研究人员计算出猎户座V883的圆盘目前含有至少1200倍于地球上所有海洋的水量。
如此丰富的水蒸气使研究小组能够捕捉到浓缩氘水与普通水的比例，这与太阳系彗星中所见的比例非常接近。结果表明，地球至少继承了一些来自携带这种古老水的彗星的水，这些水在数十亿年前影响了我们的星球。因此，星际冰粒似乎是整个星系恒星系统中最原始的水源，这对围绕地球水起源的争论以及在其他地方寻找其他可能存在生命的潮湿世界具有重大意义。
托宾说:“这进一步证实，在新生的太阳系中，将有大量可用的水可以被纳入行星，这也表明系外行星系统也可能有大量可用的水。”
他继续说:“这些水大量存在，可能成为正在形成的行星的一部分，但我们不太知道有多少部分最终会出现在行星上，因为在我们的太阳系中，很多东西在数十亿年里发生了变化。”“只有少数几个地方我们看到表面还有成吨的水——地球有成吨的水，木卫二有成吨的水，土星的一些卫星也是如此，但也有很多地方仍然非常干燥，比如月球。”
换句话说，这项新研究证实，在其他恒星系统中，水是丰富的，但这并不一定意味着外星人正在无数郁郁葱葱的系外行星上吸食水。在一个行星的一生中会发生很多事情——看看火星吧，大约40亿年前，火星上有水，也许还有生命——但现在只是一个干涸的躯壳。
最终，我们知道只有一颗水行星最终产生了生命破坏警报，那就是地球——我们仍然在理解我们是如何在这里结束的过程中。
“最终到达地球的水可能是一种混合物——其中一些可能来自彗星，但其中一些可能必须在更高的温度下处理，以去除一些氘，”托宾指出。
他总结道:“我希望这有助于刺激更多的研究，或者有助于研究水最终是如何被输送到地球的，因为这仍然是一个重要的悬而未决的问题。”
