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太空探索第一颗彗星发现了海洋般的水创造地球

  新的证据支持彗星提供了大部分地球海洋的理论,科学家认为这种形成于地球本身之后大约800万年。

  天文学家已经发现了数十亿年前在地球上出现并创造海洋的同类水的新宇宙源。这些发现可能有助于解释地球表面最终是如何被水覆盖的。

  赫歇尔空间天文台的新测量表明,来自遥远的柯伊伯带的哈特利2号彗星含有的水具有与地球海洋相同的化学特征。太阳系的这个偏远地区,距地球和太阳之间的距离大约30至50倍,是冰冷的岩石体,包括冥王星,其他矮行星和无数彗星。

  “我们在Herschel的研究结果表明,彗星可以在为早期地球带来大量水资源方面发挥重要作用,”帕萨迪纳加州理工学院物理学高级研究助理Dariusz Lis说,他是新作者的合着者。 “自然”杂志上发表的一篇论文,于10月5日在线发表。“这一发现大大扩展了太阳系中类似地球海洋的水库,现在包括起源于柯伊伯带的冰冷天体。”

  科学家理论推断地球开始炎热干燥,因此对于生命至关重要的水必须在数百万年后被小行星和彗星撞击所传递。直到现在,以前所研究的彗星都没有像地球一样含有水。然而,赫歇尔对哈特利2号的观察结果描绘了不同的画面,这是对柯伊伯带上彗星水的第一次深入研究。

  赫歇尔凝视着彗星的昏迷或稀薄的气态环境。随着彗星内的冷冻物质在接近太阳时蒸发,昏迷发展。这个发光的外壳环绕着彗星的“冰冷的泥球”般的核心,并以特有的尾巴在物体后面流动。

  赫歇尔在昏迷中检测到汽化水的特征,令科学家惊讶的是,哈特利2号拥有的“重水”是迄今为止分析的其他彗星的一半。在重水中,两个正常氢原子中的一个已经被称为氘的重氢同位素取代。Hartley 2中重水和轻水或常规水的比例与地球表面的水相同。彗星中的重水量与彗星形成的环境有关。

  通过追踪Hartley 2的路径,它每隔六年半就进入内太阳系的地球附近,天文学家知道它来自柯伊伯带。除了哈特利2号之外的五颗彗星,其重水与常规水的比例都来自太阳系中一个更遥远的地区,称为奥尔特云。这一群尸体,比柯伊伯带更远的地方,是大多数有记录的彗星的泉源。

  鉴于奥尔特云彗星中的重水比例高于地球海洋,天文学家得出的结论是,彗星对地球总水量的贡献率约为10%。小行星主要位于火星和木星之间的一个带中,但偶尔会流入地球附近,看起来像是主要的储存者。然而,新的结果表明,柯伊伯带彗星在向地球输水方面已经完成了以前未被充分认可的服务。

  这些物体是如何拥有海洋水的令人费解的。天文学家曾预计柯伊伯带彗星比Oort Cloud彗星有更多的重水,因为后者被认为形成的距离比柯伊伯带更接近太阳。因此,随着太阳系的演变,奥尔特云体在它们被弹射到条纹之前应该具有较少的冷冻重水。

  “我们的研究表明,我们对最轻元素及其同位素分布以及早期太阳系动力学的理解是不完整的,”共同作者,加州理工学院行星科学与化学教授杰弗里布莱克说。“在早期的太阳系中,彗星和小行星一定是在整个地方移动,看来它们中的一些坠落在我们的星球上,造就了我们的海洋。”

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