40倍,人類第一次在另一個太陽系彗星上發現了比地球海水重40倍的水。
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一顆來自銀河系深處,可能比太陽還老的星際彗星,直接推翻了我們對宇宙水起源的所有認知。
2025年11月4日,也就是3I彗星飛過近日點的第6天,科學家們用alma對準了外星訪客。
它是人類發現的第三顆星際天體,也是第二顆有明顯氣體揮發的星際彗星。
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上一顆是2019年的2I,而這顆3I更特殊,年齡可能高達30~110。
11年是目前已知最古老的星際天體,先給大家講一個關鍵概念,氚氫比,也就是D/H比。
氚氫比的同位素比普通氫多一個中子,所以叫重氫,由氘和氧組成的水就是重水。
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這個D/H就像是水的宇宙出生,證明在宇宙中溫度越低,刀就越容易和氧結合,形成重水。
所以D/H越高,說明這水形成的環境越冷,受到的輻射越少,被加熱加工的程度越低。
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地球海洋D/H大約是0.000156,太陽系里所有彗星的D/H最高也沒超過地球的3倍。
但這一次科學家們在3A上測到的水地斜杠H比大于0.0066,這是什么概念?
它是地球海洋的42倍以上,是太陽系所有彗星平均值的30倍以上。
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更夸張的是,這還只是個下限,因為alma沒有直接檢測到普通水信號,科學家們是通過甲醇的激發狀態間接算出的普通水產量,如果用更保守的算法,比值甚至可能更高。
那有人會問,沒測到普通水怎么算出來的?這就是本次研究最厲害的地方。
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Alma同時觀測了彗星的hdo和甲醇的多條譜線,甲醇不同能級躍遷對氣體溫度和密度極其敏感。
科學家們用非局部熱平衡模型,通過甲醇的譜線精確算出了會發總氣體密度和溫度,從而反推出普通水的產量上限,再結合直接測到的重水產量,就得到了驚人的D/H下限,而且結果后來也得到了詹姆斯韋伯望遠鏡近紅外觀測的獨立驗證。
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為什么它的D/H這么高?只有一個可能,3A形成于一個比太陽系冷得多也安靜的多的環境。
我們的太陽其實是在一個擁擠的恒星團里誕生的,周圍大質量恒星輻射把原始星云加熱到了20~30K,所以太陽系的水D/H比普遍不高。
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但3A的母星很可能是一顆孤立形成的恒星,周圍沒有恒星輻射加熱,原始星云溫度可能低到10K以下,在極寒環境里,刀會瘋狂負極,形成我們看到的超高D/H比的水。
這顆來自110億年前的星際信使給我們帶來了兩個顛覆性的結論。
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水的起源遠比我們想象的更多樣,太陽系的水不是宇宙的標準,其他行星系統可能擁有完全不同的水。
行星系統的形成環境差異巨大,我們的太陽系只是宇宙中無數種可能中的一種。
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我們一直以為自己了解水,了解生命起源,了解太陽系歷史,但這顆穿越了數十億年時空的彗星告訴我們,宇宙的廣闊復雜永遠超出我們的想象,而人類的探索才剛剛開始。
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