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原来，水存在于在太阳诞生之前

一颗距离地球 1300 光年的恒星可能刚刚揭示了一个太阳系迟迟不肯吐露的的秘密。

它被称为 V883 Orionis，这是一颗年轻的恒星，周围环绕着巨大的物质盘，有一天盘会合并成绕轨道运行的行星。正是在那个圆盘中，科学家们明确检测到了水蒸气，水分子与所有其他尘埃和气体一起旋转，注定要成为星系的一部分。

这表明太阳系的水——包括现在地球上的水——存在于太阳诞生的气态摇篮中；它不仅存在于地球之前，而且存在于太阳诞生之前。

美国国家射电天文台的天文学家约翰·托宾说：“我们现在可以追溯到太阳系形成之前太阳系中水的起源。”

水在整个宇宙中相当普遍，但如果没有它，地球就不会是一个“淡蓝点”。液态水覆盖在行星表面，以蒸气的形式渗透到大气中，从天而降。 这对我们来说似乎很平凡，但没有它我们就活不下去；几乎所有生命的化学过程都需要水。

它也是行星形成的重要组成部分。恒星诞生于太空中的尘埃和气体云；一个致密的团块在重力作用下坍塌，并开始旋转，开始从它周围的云中吸取更多物质，形成一个圆盘，为婴儿恒星提供食物。

一旦恒星完成生长，盘里的残羹就化为行星的食量。尘埃颗粒以静电方式粘在一起，形成越来越大的团块，直到质量足以让重力接管。

人们认为水在这个过程中起着重要作用。在水蒸气结冰点(称之为雪线，是空间位置)外，它像冰一样包裹尘埃颗粒，赋予它们额外的粘性，帮助颗粒在行星生长的最初阶段粘在一起。

我们可以根据氢的同位素来判断水在何处以及如何形成。普通氢的原子核中没有中子。 重氢，也称为氘，其原子核中有一个中子。包含重氢的水分子被称为重水，它的形成条件不同于普通水的条件。

我们可以将地球上的一些水追踪到彗星，因为水与重水的同位素比率相似。这表明水可以结合在彗星和小行星中并输送到行星体。 但是还没有完全解释清楚水是如何进入彗星的。现在，通过研究猎户座 V883，托宾的团队填补了这一空白。

“我们可以把水在宇宙中的路径想象成一条小径。我们知道终点是什么样子的，即行星和彗星上的水，但我们想追溯到水的起点。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 改变了这一点，并证明了该系统和我们太阳系中的水分子具有与氘和氢相似的比例。”

这颗恒星还很年轻，它还在成长，周围环绕着一个巨大的圆盘。 通过研究该圆盘发出的光，研究人员已经能够识别水蒸气的光谱特征； 更好的是，他们已经确定了氢同位素比率。

“在这种情况下，V883 Orionis 是缺失的一环。圆盘中水的成分与我们太阳系中的彗星非常相似。这证实了行星系统中的水在数十亿年前、太阳出现之前在星际空间中形成的观点，然后被彗星和地球继承，比例基本恒定。”

V883 Orionis 之所以如此特别，是因为它一直在经历加速增长，这意味着它暂时比平时更热。原恒星周围吸积盘中的大部分水都是冻结的，仅在靠近恒星的地方以蒸汽形式存在，很难辨认。 然而，V883 Orionis 的活动爆发已将其雪线推到离恒星远得多的位置； 任何比雪线更近的水都是水蒸气。

蒸汽比冰更容易检测和分析，因此研究人员能够对猎户座 V883 圆盘中水的同位素组成进行可靠的测量，并对其进行量化。在 V883 Orionis 周围漂浮着蒸汽总量是地球海洋水体的1200倍。

研究结果表明，行星系统中的所有水几乎都直接来自其恒星诞生的摇篮。

“我们得出的结论是，物质盘直接从恒星形成的云中继承了水，而这些水变成了结合体进入大型冰体，如彗星，没有实质性的化学变化。虽然水在地球上的具体输送机制仍然存在争议(彗星和/或小行星)，但在 V883 Ori 中发现的 [氢同位素比率] 证明我们太阳系中的水分子起源于寒冷的星际介质，然后才形成 太阳。因此，对年轻行星形成盘的空间分辨水观测对于连接水库和类地行星的形成至关重要。”

该研究已发表在Nature杂志上。

https://www.sciencealert.com/astronomers-traced-the-origins-of-water-to-a-time-before-the-sun

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