彗星为我们带来了万物之源水天文在线

随着对彗星的研究，地球上为什么有这么多水，让我们的“蓝色大理石”支撑着数量惊人的生命，这个谜底变得更加清晰。彗星就像雪球，由岩石、灰尘、冰和其他冰冻的化学物质组成，当它们靠近太阳时，这些化学物质就会蒸发，产生图片中看到的彗星的尾巴。一项研究表明，许多彗星上的水可能与地球上的海洋有着共同的起源，这进一步证实了彗星在数十亿年前为地球带来水的过程中发挥了关键作用的观点。

图1彗星，冰粒和地球海洋的插图。索菲亚在维尔塔宁彗星的冰粒中找到了线索，这表明彗星与地球海洋中的水有共同的来源。来源：NASA/SOFIA/L.Cook/L.Proudfit

索菲亚的平流层红外天文观测站是世界上最大的机载观测站，它在年12月至10月期间观测了维尔塔宁彗星，这是该彗星距离地球比较近的一次。从高空天文台收集到的数据发现，这颗彗星含有“类似海洋”的水。科学家们在一项研究中把这一发现与其他彗星的信息进行了比较，结果表明，向地球输送水的彗星比之前认为的要多得多。这些发现发表在《天文学和天体物理学快报》上。

“我们已经在太阳系的外围发现了一个类似地球的巨大水库”达克.利斯(DarekLis)说到，他是美国宇航局喷气推进实验室的一名科学家，该实验室位于加利福尼亚州的帕萨迪卡纳市，他同时也是这项研究的主要作者。“正如我们所知，水对生命的发展至关重要。我们不仅想知道地球上的水是如何输送的，还想知道这个过程是否适用于其他行星系统。

脏雪球

行星起源：行星来自围绕恒星旋转的圆盘状碎片；小碎片可以聚在一起，并随着时间的推移而变大。残留的碎片仍然存在于我们太阳系的区域，比如海王星之外的柯伊伯带，或者冥王星过去的奥尔特云，但是我们只能在它们的轨道靠近太阳时才能看到它们。太阳的热量使一些脏雪球蒸发，从而形成彗星图像（如上图所示）中看到的水蒸气、灰尘和冰粒的模糊光晕或“彗发”。科学家预测，地球海洋中的水来自于早期太阳系中与我们的星球相撞的携带水的物体，类似于今天富含冰的小行星或彗星。但是科学家们不知道这些物体起源于形成盘的什么地方。

水的种类

水的化学式是H2O，因为它是由两个氢原子和一个氧原子组成的。但是使用特殊的仪器，科学家们可以探测到两种类型的水：普通水(H2O)（如图2a所示）和重水(HDO)（如图2b所示），重水的氢原子内部有一个额外的中性带电粒子—中子(如图2c右图所示)。科学家们比较了彗星中重水和正常水的含量。如果彗星上这些水的比例与地球上的海洋相同，这就表明这两种水可能有一个共同的来源。

但是测量这个比例是困难的。只有当彗星经过地球附近时，地面和太空望远镜才能研究彗星的这种程度的细节，而访问像罗塞塔这样的彗星的任务是极少的。自上世纪80年代以来，科学家们只能在大约12颗彗星上研究这一比例。此外，由于地球大气中的水阻碍了彗星的特征，所以很难从地面研究彗星的水。

观测结果

通过在高于地球大气层高度进行观测，使得索菲亚能够准确地测量维尔塔宁彗星中普通水和重水的比例。数据显示，维尔塔宁彗星的水比例与地球上海洋的情况相同。

当研究小组将索菲亚的数据与之前对彗星的研究进行比较时，他们发现了一个惊人的共性。普通水和重水的比例与彗星的起源无关——不管它们是来自奥尔特云还是柯伊伯带。相反，它与彗星彗发的冰粒释放出的水的数量有关，而不是直接从被雪覆盖的表面释放。这可能意味着所有的彗星与地球海洋的重水对正常水的比例都相似，并且它们可能向地球输送了大量的水。

巴黎天文台和法国国家科学研究中心的科学家、论文的第二作者多米尼克·博克利·摩尔纹（DominiqueBockelée-Morvan）指出：“这是我们第一次将所有彗星的重水-规则水比率与单一因素联系起来。”“我们可能需要思考如何研究彗星，因为从冰粒中释放出的水似乎比从表面冰中释放出的水更能反映整体水的比例。

需要更多的研究来验证这些发现是否适用于其他彗星。下一次预测彗星飞得足够近进行此类研究将是在年11月。

索菲亚平流层红外天文观测站，是一架波音SP喷气式客机，改装后搭载了一个直径英寸的望远镜。这是美国宇航局和格曼航空航天中心(DLR)的一个联合项目。位于加州硅谷的美国宇航局艾姆斯研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚的大学空间研究协会和斯图加特大学的德国索菲亚研究所(DSI)合作，管理着索菲亚项目、科学和任务运作。这架飞机由位于加州帕姆代尔的美国宇航局阿姆斯特朗飞行研究中心号楼维护和操作。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.sunny-nasa

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