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研究稱(chēng)宇宙中第一滴水形成于宇宙大爆炸后一兩億年間
2025年03月05日 09:44 中國(guó)新聞網(wǎng)

  宇宙中第一滴水何時(shí)形成?最新研究稱(chēng)宇宙大爆炸后一兩億年間

  中新網(wǎng)北京3月4日電 (記者 孫自法)對(duì)于生命至關(guān)重要的水,在宇宙中是何時(shí)形成的?施普林格·自然旗下專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然—天文學(xué)》北京時(shí)間3月4日凌晨發(fā)表一篇論文稱(chēng),一項(xiàng)建模研究顯示,水可能最早形成于約138億年前宇宙大爆炸后的1億至2億年間。

  論文作者認(rèn)為,這次研究發(fā)現(xiàn)水在宇宙中的形成時(shí)間可能早于此前估計(jì),而且可能是第一代星系的關(guān)鍵成分。

  該論文介紹,水的成分氫和氧已知是以不同方式形成的,較輕的化學(xué)元素(如氫、氦和鋰)形成于大爆炸期間,但更重的元素(如氧)則是恒星內(nèi)部核反應(yīng)或超新星爆炸的產(chǎn)物。因此,之前仍不清楚水在宇宙中的形成時(shí)間。

本次研究相關(guān)示意圖(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖
本次研究相關(guān)示意圖(圖片來(lái)自論文)。施普林格·自然 供圖

  在本項(xiàng)研究中,論文第一作者兼共同通訊作者、英國(guó)樸次茅斯大學(xué)D. J. Whalen和同事及合作者一起,利用分別模擬了13倍、200倍太陽(yáng)質(zhì)量恒星的兩個(gè)超新星計(jì)算機(jī)模型,來(lái)分析這些超新星爆炸的產(chǎn)物。他們發(fā)現(xiàn),由于達(dá)到了極高的溫度和密度,第一個(gè)和第二個(gè)模擬中分別產(chǎn)生了0.051倍和55倍太陽(yáng)質(zhì)量的氧。

  進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),隨著這種氣體氧冷卻并與超新星在周?chē)粝碌臍浠旌,水便在遺留的致密物質(zhì)團(tuán)塊中形成。這些團(tuán)塊可能是第二代恒星和行星的形成位置。

  在13倍太陽(yáng)質(zhì)量的第一個(gè)模擬中,研究發(fā)現(xiàn)在超新星事件后的3000萬(wàn)至9000萬(wàn)年,水的質(zhì)量達(dá)到了大約相當(dāng)于1個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的1億到100萬(wàn)分之一。在200倍太陽(yáng)質(zhì)量的第二個(gè)模擬中,水的質(zhì)量在300萬(wàn)年后達(dá)到了約0.001個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。

  論文作者總結(jié)說(shuō),如果水能在第一代星系具備潛在毀滅性的形成過(guò)程中幸存下來(lái),那么水可能在數(shù)十億年前就參與了行星的形成。(完)

責(zé)任編輯:王雨蜻

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