将行星形成中水的历史追溯到星际介质

V883 Ori是一颗独特的原恒星，它的星形温度足够高，以至于其星周盘中的成中水变成了气体，这使得射电天文学家可以追踪水的历史来源。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的追溯质新观测首次证实了我们太阳系中的水可能来自宇宙中其他地方原恒星周围圆盘中的水:星际介质。Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),到星 B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by Amy C. Oliver, National Radio Astronomy Observatory）：研究附近原恒星的科学家们已经探测到其星周盘内存在水。利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的将行际介新观测标志着首次探测到水被继承到原行星盘中，而其成分没有发生重大变化。星形这些结果进一步表明，成中我们太阳系中的历史水比太阳早几十亿年形成。新的追溯质观察结果发表在今天的《自然》杂志上。
猎户座V883是到星一颗原恒星，位于猎户座，将行际介距离地球大约1305光年。星形对这颗原恒星的成中新观察帮助科学家们通过确认星际介质中的水和我们太阳系中的水具有相似的成分，找到了它们之间可能的联系。
“我们可以把水穿过宇宙的路径想象成一条小径。美国国家科学基金会国家射电天文台(NRAO)的天文学家、新论文的第一作者约翰·托宾说:“我们知道终点是什么，是行星上和彗星上的水，但我们想追溯到水的起源。”
“在此之前，我们可以将地球与彗星联系起来，将原恒星与星际介质联系起来，但我们无法将原恒星与彗星联系起来。V883 Ori改变了这一点，并证明了该系统和我们太阳系中的水分子具有相似的氘氢比。”
观察原恒星周围星周盘的水是困难的，因为在大多数系统中水以冰的形式存在。当科学家观察原恒星时，他们正在寻找水雪线或冰线，这是水从冰为主转变为气体的地方，射电天文学可以详细观察到这一点。
“如果雪线太靠近恒星，就没有足够的气态水容易被探测到，尘埃盘可能会阻挡大量的水排放。但是如果雪线距离恒星更远，就有足够的气态水可以被探测到，V883 Ori就是这种情况，”托宾说，他补充说原恒星的独特状态是这个项目成为可能的原因。
V883 Ori的圆盘相当巨大，温度刚好足以让其中的水从冰变成气体。这使得这颗原恒星成为在无线电波长下研究太阳系生长和演化的理想目标。
“这次观察突出了ALMA仪器在帮助天文学家研究对地球生命至关重要的东西:水方面的卓越能力，”ALMA的国家科学基金会项目官员乔·佩斯说。“了解在银河系更遥远的地区看到的对我们地球上重要的潜在过程，也有助于我们了解大自然如何运作，以及我们太阳系发展成我们今天所知道的过程。”
为了将V883 Ori原行星盘中的水与我们太阳系中的水联系起来，研究小组使用ALMA的高灵敏度波段5(1.6毫米)和波段6(1.3毫米)接收器测量了其成分，发现它在太阳系形成的每个阶段都保持相对不变:原恒星、原行星盘和彗星。
“这意味着我们太阳系中的水早在太阳、行星和彗星形成之前就已经形成了。我们已经知道星际介质中有大量的水冰。我们的结果表明，这些水在太阳系形成过程中直接融入了太阳系，”密歇根大学的天文学家、论文的合著者Merel van 't 'Hoff说。“这令人兴奋，因为这表明其他行星系统也应该接受了大量的水。”

在寻找太阳系中水的来源时，科学家们锁定了V883猎户座，这是一颗独特的原恒星，距离地球1305光年。与其他原恒星不同，V883 Ori周围的环星盘温度足够高，其中的水已经从冰变成了气体，这使得科学家可以使用像阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)这样的射电望远镜来研究它的组成。对原恒星的无线电观测揭示了水(橙色)、尘埃连续体(绿色)和分子气体(蓝色)，这表明这颗原恒星上的水与我们太阳系中物体上的水极其相似，可能有着相似的起源。Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
阐明水在彗星和星子发展中的作用，对于理解我们的太阳系是如何发展的至关重要。虽然太阳被认为是在一个致密的星团中形成的，而V883 Ori相对孤立，附近没有恒星，但这两者有一个关键的共同点:它们都是在巨大的分子云中形成的。
“众所周知，星际介质中的大部分水以冰的形式存在于云中微小的尘埃颗粒表面。当这些云在自身重力下坍缩并形成年轻的恒星时，水最终会出现在它们周围的圆盘中。最终，这些圆盘演化，冰冷的尘埃颗粒凝结，形成一个包含行星和彗星的新太阳系，”莱顿大学天文学家、论文合著者玛戈特·莱姆克(Margot Leemker)说。
“我们已经证明，云中产生的水几乎不变地沿着这条轨迹前进。因此，通过观察V883 Ori盘中的水，我们基本上可以追溯到过去，看看我们自己的太阳系在年轻得多的时候是什么样子的。”

猎户座V883是一颗原恒星，位于猎户座，距离地球大约1305光年。Credit: IAU/Sky & Telescope
托宾补充道，“直到现在，我们太阳系发展中的水链才被打破。V883 Ori是这种情况下缺失的一环，我们现在在从彗星和原恒星到星际介质的水谱系中有一个完整的链。”

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