地球上的水是從哪里來(lái)？盡管擁有冰核的彗星似乎是理想的候選者，但迄今為止的分析表明，它們的水與地球海洋中的水不同。

然而，現(xiàn)在一個(gè)國(guó)際小組，把天體物理學(xué)和大氣中輻射和物質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)室(巴黎天文臺(tái)- PSL/CNRS/索邦大學(xué)/塞吉-蓬圖瓦茲大學(xué))和天體物理學(xué)空間研究和儀器實(shí)驗(yàn)室(巴黎天文臺(tái)- PSL/CNRS/索邦大學(xué)/巴黎大學(xué))的CNRS研究人員聯(lián)合起來(lái)。

發(fā)現(xiàn)了一個(gè)彗星家族，即超活躍彗星，含有類似于地球水的水。這項(xiàng)研究發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》上，主要基于美國(guó)宇航局紅外天文平流層天文臺(tái)索菲亞對(duì)46P/Wirtanen彗星的測(cè)量。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)理論，地球被認(rèn)為是太陽(yáng)系早期條件下由很多小的行星碰撞形成。由于這些天體缺乏水，地球上的水一定是由較大小行星或彗星等較小的天體提供。為了追蹤陸地水源，研究人員研究同位素比值1。

特別是氘與氫在水中的比值，稱為D/H比值(氘是氫的一種較重的形式)。當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí)，它的冰會(huì)升華，形成一種可以遠(yuǎn)距離分析的水蒸氣大氣。然而，到目前為止所測(cè)量到的彗星的D/H比率一般是海水的兩到三倍，這意味著彗星只輸送了地球上大約10%的水。當(dāng)46P/Wirtanen彗星接近地球時(shí)，一架波音飛機(jī)搭載著索菲亞機(jī)載天文臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了分析。這是發(fā)現(xiàn)的第三顆與地球水D/H比值相同的彗星。

和之前的兩顆彗星一樣，它屬于超活躍彗星的范疇，當(dāng)它們接近太陽(yáng)時(shí)，釋放的水超過(guò)了它們核的表面積。過(guò)量的冰是由大氣中富含冰的粒子產(chǎn)生。好奇的是，研究人員確定了所有已知D/H比的彗星活動(dòng)比率(即產(chǎn)生大氣中水量所需的核表面積的比率)。他們發(fā)現(xiàn)，彗星活躍度與水蒸氣的D/H比值呈反比關(guān)系：彗星越趨向于過(guò)度活躍(即活躍度超過(guò)1)，D/H比值下降得越多，并接近地球的D/H比值。

極度活躍的彗星，其水蒸汽部分來(lái)自于向大氣中噴出的冰粒，因此其D/H比值與地球水的D/H比值相似，而不像那些氣暈僅由表面冰產(chǎn)生的彗星。研究人員認(rèn)為，在后者大氣中測(cè)量的D/H比值并不一定表明它們的核中存在冰。如果這個(gè)假設(shè)是正確的，那么所有彗星核中的水實(shí)際上可能與地球水非常相似，這重新引發(fā)了關(guān)于地球水起源的爭(zhēng)論。

博科園｜研究/來(lái)自：CNRS

參考期刊《天文學(xué)和天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201935554

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