太空探索:第一顆彗星發現了海洋般的水,創造地球海洋的新線索!

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新的證據支持彗星提供了大部分地球海洋的理論,科學家認為這種形成於地球本身之後大約800萬年。

天文學家已經發現了數十億年前在地球上出現並創造海洋的同類水的新宇宙源。這些發現可能有助於解釋地球表面最終是如何被水覆蓋的。

赫歇爾空間天文臺的新測量表明,來自遙遠的柯伊伯帶的哈特利2號彗星含有的水具有與地球海洋相同的化學特徵。太陽系的這個偏遠地區,距地球和太陽之間的距離大約30至50倍,是冰冷的岩石體,包括冥王星,其他矮行星和無數彗星。

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“我們在Herschel的研究結果表明,彗星可以在為早期地球帶來大量水資源方面發揮重要作用,”帕薩迪納加州理工學院物理學高級研究助理Dariusz Lis說,他是新作者的合著者。 “自然”雜誌上發表的一篇論文,於10月5日在線發表。“這一發現大大擴展了太陽系中類似地球海洋的水庫,現在包括起源於柯伊伯帶的冰冷天體。”

科學家理論推斷地球開始炎熱乾燥,因此對於生命至關重要的水必須在數百萬年後被小行星和彗星撞擊所傳遞。直到現在,以前所研究的彗星都沒有像地球一樣含有水。然而,赫歇爾對哈特利2號的觀察結果描繪了不同的畫面,這是對柯伊伯帶上彗星水的第一次深入研究。

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赫歇爾凝視著彗星的昏迷或稀薄的氣態環境。隨著彗星內的冷凍物質在接近太陽時蒸發,昏迷發展。這個發光的外殼環繞著彗星的“冰冷的泥球”般的核心,並以特有的尾巴在物體後面流動。

赫歇爾在昏迷中檢測到汽化水的特徵,令科學家驚訝的是,哈特利2號擁有的“重水”是迄今為止分析的其他彗星的一半。在重水中,兩個正常氫原子中的一個已經被稱為氘的重氫同位素取代。Hartley 2中重水和輕水或常規水的比例與地球表面的水相同。彗星中的重水量與彗星形成的環境有關。

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通過追蹤Hartley 2的路徑,它每隔六年半就進入內太陽系的地球附近,天文學家知道它來自柯伊伯帶。除了哈特利2號之外的五顆彗星,其重水與常規水的比例都來自太陽系中一個更遙遠的地區,稱為奧爾特雲。這一群屍體,比柯伊伯帶更遠的地方,是大多數有記錄的彗星的泉源。

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鑑於奧爾特雲彗星中的重水比例高於地球海洋,天文學家得出的結論是,彗星對地球總水量的貢獻率約為10%。小行星主要位於火星和木星之間的一個帶中,但偶爾會流入地球附近,看起來像是主要的儲存者。然而,新的結果表明,柯伊伯帶彗星在向地球輸水方面已經完成了以前未被充分認可的服務。

這些物體是如何擁有海洋水的令人費解的。天文學家曾預計柯伊伯帶彗星比Oort Cloud彗星有更多的重水,因為後者被認為形成的距離比柯伊伯帶更接近太陽。因此,隨著太陽系的演變,奧爾特雲體在它們被彈射到條紋之前應該具有較少的冷凍重水。

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“我們的研究表明,我們對最輕元素及其同位素分佈以及早期太陽系動力學的理解是不完整的,”共同作者,加州理工學院行星科學與化學教授傑弗里布萊克說。“在早期的太陽系中,彗星和小行星一定是在整個地方移動,看來它們中的一些墜落在我們的星球上,造就了我們的海洋。”


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