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模型揭秘宇宙“第一滴水”形成时间

导读:

科技日报北京 3 月 3 日电 (记者张梦然)英国《自然 · 天文学》杂志 3 日发表的一项研究中,科学家揭

科技日报北京 3 月 3 日电 (记者张梦然)英国《自然 · 天文学》杂志 3 日发表的一项研究中,科学家揭秘了宇宙中 " 第一滴水 " 的形成时间。建模显示,水可能最早形成于宇宙大爆炸后的 1 亿至 2 亿年间。这意味着,水在宇宙中的形成时间早于此前估计,而且可能是第一代星系的关键成分。

众所周知,水对生命至关重要。水的成分——氢和氧,是以不同方式形成的,其中较轻的化学元素(如氢、氦和锂)形成于宇宙大爆炸期间,但更重的元素(如氧)则是恒星内部核反应或超新星爆炸的产物。截至目前,科学家仍不清楚水在宇宙中的确切形成时间。

此次,英国朴次茅斯大学研究人员利用两个超新星的计算机模型——一个模拟了 13 倍太阳质量的恒星,另一个模拟了 200 倍太阳质量的恒星,来分析这些爆炸的产物。研究人员发现,由于达到了极高的温度和密度,第一个和第二个模拟中分别产生了 0.051 倍和 55 倍太阳质量的氧。

研究人员表示,这种气体氧发生冷却并与超新星在周围留下的氢混合,伴随着这一过程,水在遗留的致密物质团块中形成了。这些团块可能是第二代恒星和行星的形成位置。在第一个模拟中,研究人员发现在超新星事件后的 3000 万年到 9000 万年,水的质量达到了大约 1 个太阳质量的 1 亿到 100 万分之一。在第二个模拟中,水的质量在 300 万年后达到了约 0.001 个太阳质量。

研究人员补充解释称,如果水能在第一代星系具备毁灭性的形成过程中 " 幸存 " 下来,那么水就可能在数十亿年前就参与了行星的形成。

古希腊第一位哲学家泰勒斯就有 " 世界始于水 " 的洞见。新发现颠覆了传统认知:水不仅是生命必需品,还可能参与塑造了第一代星系和行星系统。原始星辰的一次次爆炸,犹如炼金炉,将氧和氢揉成一团,凝结成晶莹的水珠,化作雨露滋润大地。人类对水的好奇和崇敬刻入各大文明的基因。科学研究让我们确信,流转在我们血管中的水分子,或许与 130 亿年前某次壮丽爆炸的灰烬同源。生命的密码早已编织进星辰的碎片,我们是永恒之海中的一滴涟漪。