天文学家称:宇宙中“液态海洋”可能无处不在

2015-05-16

作者|Bruce Dorminey


由英德两国天文学家组成的一支国际科研团队称,在其他类地行星上液态海洋很可能非常普遍。近来对一颗白矮星(一颗像太阳一样的恒星,逐渐冷却后留下的燃烧余烬)周围的大气进行了一项地面观测,结果显示:在这个垂死的恒星系中至少有一颗小行星富含水冰。该科研团队指出,以此判断,该小行星能够为一颗类地行星提供多达地球三分之一海洋的水分。


该科研团队利用加那利群岛天文台直径4.2米的威廉·赫歇尔太空望远镜(William Herschel Telescope)所观察到的结果佐证了这一看法,即一些小行星肯定给许多处于恒星周围宜居带的地球质量行星带去了水。


《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of The Royal Astronomical Society)刊登的一篇新论文指出,在逐渐冷却的白矮星SDSS J1242+5226的大气层中,探测到了大量的氢元素和氧元素(还有镁、硅和铁),该白矮星位于距离地球530光年的大熊星座中。该科研团队披露详尽证据,一颗直径约900千米的小行星(与我们太阳系中的矮行星谷神星[Ceres]大小相当)进入了这颗白矮星的上层大气。



效果图:一颗裹挟着岩石与丰富水资源的小行星在白矮星的强大重力作用下脱离开来。太阳系中的类似星体很可能将大量的水带到了地球上,并且成为了许多类地行星构成部分。


“我们还观测了更多白矮星,并发现了有力证据——在漫长的存在历程中,它们中有许多都遭到了富含水的小行星或彗星的撞击。”论文第二作者、英国华威大学(University of Warwick)的一位天文学家鲍里斯·盖恩西克(Boris Gaensicke)在接受福布斯采访时说道。“因此,似乎并不缺乏能让类地行星上出现海洋的水运输载体。”


即便如此,多年来天体生物学家还在就海洋到底如何聚集起如此大量的水而争论不休。浩瀚海洋实际上是否源于行星撞击(如小行星和彗星的撞击)?


尽管大多数研究人员倾向于肯定回答,但天体生物学家们仍然下不了定论:地球上水的存在更多应归功于哪种行星体,小行星还是彗星?而且公平地说,尽管这样的观测非常有趣,但康奈尔大学(Cornell University)天文学家乔纳森·路宁(Jonathan Lunine)告诫说,切勿过度延伸得出结论。


路宁告诉福布斯,虽然有力证据表明主带上的小行星可能给地球带来了大量水,但他也没有忽视以下事实——即在早期的太阳系中,木星轨道可能会临时性的出现内移,并将许多携带着大量水的彗星挤到了与地球运行轨迹交叉的轨道上。


论文中,作者们指出“这些富含氢氧元素的星体仅仅是水资源加积的白矮星的‘冰山一角’。”但并非所有研究者都如此乐观。


“我认为这些白矮星[观测结果]不能解决太阳系的问题,”路宁说道,“每一个星系都不尽相同,在一个星系中水是这样运输的,未必在其他星系中也是如此。”


不过,由华威大学领导的这支科研团队还认为,对更多恒星进行详尽的化学元素丰度分析应该会令天文学家更好地了解这些水资源丰富的小行星出现在其他行星系中的频率有多少。


即便如此,美国宇航局(NASA)彗星科学家迈克尔·穆马(Michael Mumma)告诉福布斯说,论文作者们认为在小行星以及天然行星卫星上水的质量占比非常巨大,这一说法有点太一概而论。


“对于外太阳系的冰冷卫星来说情况的确如此,但实际情况如何以及冰冷小行星可能有多重要仍然不确定。”美国宇航局戈达德宇宙飞行中心(NASA Goddard Space Flight Center,位于马里兰州)天体生物学家穆马说道。


至于水来自彗星还是小行星?


盖恩西克指出,尽管过去认为地球上早期海洋的水主要来自于彗星,但他说罗塞塔号(Rosetta)的任务分析表明彗星67-P上水冰相对匮乏。


但穆马认为,还需要更多数据才能得出定论。


穆马说:“理论家们常常会扑向一个数据并极尽解读之能事,但彗星上冰的化学成分显示出巨大的差异性,我们仍然不知道(或者说不足够了解)该如何回答这一个大问题:地球上的水有多大比例是彗星撞击时留下的?”

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