太陽系中的水之謎：科學家首次在小行星表面發現水分子

水是生命的源泉 也是太陽系中最常見的物質之一 然而水是如何在太陽系中分佈的 爲什麼地球上有如此豐富的水資源 這些問題一直困擾着科學家 最近一項新的研究 在太空中的小行星表面 首次檢測到水分子 爲解開這些謎題提供了新的線索 用飛機望遠鏡探測小行星 這項研究的數據 來自於一架特殊的飛機 它搭載了一臺紅外望遠鏡 可以在平流層的高度觀測太空中的天體 這架飛機就是平流層紅外天文觀測臺 由美國國家航空航天局 和德國航空航天中心共同運營 已於2023年退役 SOFIA的微小天體紅外照相機儀器 可以探測到小行星表面的熱輻射 從而揭示其成分和溫度 科學家利用SOFIA對四顆 富含硅酸鹽的小行星進行了研究 它們是Iris Messalia Pygia和Themis 硅酸鹽是地球和其他岩石行星的主要成分 也是太陽系中最常見的礦物 科學家認爲這些小行星是在太陽星雲中形成的 太陽星雲是太陽系誕生時的一團旋轉的氣體和塵埃 小行星上的水分子 科學家發現 其中兩顆小行星Iris和Messalia 顯示出一種特定波長的光 表明其表面存在水分子 這是第一次在太空中的小行星表面發現水分子 以前只在返回地球的小行星樣本中 檢測到過水分子 這一發現與SOFIA在月球表面發現水分子的研究 有着相似之處 當時SOFIA在月球南半球最大的隕石坑之一 克盧斯隕石坑附近 探測到了水分子的存在 我們在小行星Iris和Messalia上探測到了一種 可以明確歸因於分子水的特徵 該研究的主要作者 聖安東尼奧西南研究所的阿尼西亞·阿雷東多 在一份聲明中說 我們的研究基於在月球日光表面 發現分子水的研究小組的成功經驗 我們認爲可以利用SOFIA在其他天體上 發現這種光譜特徵 那麼這些小行星上的水分子是怎麼來的呢 科學家認爲 這些水分子可能是由太陽的紫外線或宇宙射線 照射小行星表面的氧原子和氫原子而形成的 或者是由撞擊小行星的其他天體帶來的 這些水分子並不是自由存在的 而是與礦物質發生化學結合 或者吸附在硅酸鹽中 SOFIA對月球的觀測顯示 在月球表面1立方米的土壤中 大約有相當於12盎司瓶裝的水 被困在礦物質中 在新的研究中 科學家們發現 這兩顆小行星上的水量與月球上的水量相似 太陽系中水的分佈和起源 Iris和Massalia的直徑分別爲199公里和135公里 它們的軌道相似 與太陽的平均距離爲2.39天文單位 即日地距離的2.39倍 這意味着它們是在靠近太陽的地方形成的 因爲在內太陽系 太陽的熱量會蒸發掉任何水分 而在更遠的地方 冰質物質則可以在低溫下凝聚 形成冰聚行星和冰衛星 因此太陽系中水的分佈 與太陽星雲中的溫度和距離有關 然而 在Iris和Massalia的發現表明 一些硅酸鹽小行星 可以在漫長的歲月中保存部分水分 而且在內層太陽系中的發現 可能比以前想象的更爲普遍 這對於理解水是如何被輸送到地球的 有着重要的意義 事實上 小行星被認爲是地球水的主要來源 因爲它們可以在太陽系的早期階段 與地球發生碰撞 將水帶到地球表面 這爲我們所知的生命提供了必要的元素 瞭解水在太空中的分佈 將有助於研究人員更好的評估 在太陽系內外 尋找其他形式潛在生命的地點