最新消息：主帶彗星撞出了生命之源？

地球上的水到底從何而來？近期，《自然》雜志刊文稱，詹姆斯·韋布空間望遠鏡（以下簡稱韋布望遠鏡）的探測數據首次顯示，水蒸氣存在于太陽系主帶里德彗星的周圍。

(相關資料圖)

“主帶彗星存在于火星和木星軌道之間的小行星帶。”澳門科技大學助理教授余亮亮告訴科普時報記者，主帶彗星是天文學家近30年發現的一類活躍小天體，是被認為內部含有水冰的主帶小天體，但之前一直缺少強有力的直接證據，韋布望遠鏡的新發現證實了這一觀點。

富水彗星帶來新證據

地球所在的太陽系位置，一開始就不是沸點極低、比重極輕的水該待的地方，這是太陽憑借高“體溫”定下的規矩。不料地球是個“釘子戶”，有著非常例外的水，甚至水占到地球表面積的71%。

那么問題來了，地球形成時所在的太陽原行星盤溫度很高，水汽應該無法凝結到原始地球上。過去的主流觀點是，地球之水是彗星和一些小行星帶來的。彗星由冰、灰塵和巖石物質組成，是富含水冰的小天體。當彗星接近太陽時，它的冰開始升華產生氣體向外噴發并吹走表面的小顆粒塵埃，使它有一個朦朧或多云的光環，被稱作“彗發”，長長的尾巴則是“彗尾”。

余亮亮認為，里德彗星彗發中的水分子，證明主帶中應當存在大量內部結冰的小天體。它們的水冰主要深埋地下，通常氣體產量很低。倘若發生撞擊事件，局部地區地下水冰暴露出來，就會產生類似彗星的彗尾，于是變成了主帶彗星。“主帶小天體比周期彗星更容易遷移到地球軌道附近，一定程度上支持了主帶結冰小天體為地球‘送水’的可能。”

主帶結冰小天體或也是“送水員”

主帶結冰小天體為地球“送水”同樣充斥著不確定性，挑戰來自氫同位素。

此前，科學家們分別統計了地球水以及三個著名的大彗星——哈雷、百武和海爾波普的氘氫比（D/H），發現彗星水的氘氫比居然比地球水高出兩倍多。如果地球上的水全是彗星帶來的，氘氫比值應該一樣才對。“這意味著，地球水應當不完全來自彗星。”余亮亮說。

有研究表明，來自小行星球粒隕石的氘氫比小于地球。“地球水的氘氫比介于小行星和彗星之間。原行星盤中的小行星在水的雪線（凝結點線）內側形成，是缺水的，彗星在雪線外側形成，是富水的。”余亮亮分析，一定比例的小行星和彗星都撞擊地球后，它們帶來的水混合后，可以解釋地球水的氘氫比介于小行星和彗星之間這個問題。

余亮亮還提出了另一種可能。“可能存在某種物質組分介于小行星和彗星之間的小天體，位于雪線附近。它們給地球輸送了水，所以氘氫比也介于小行星和彗星之間。”

太陽系中，水的雪線位于主帶中間位置。“主帶彗星的發現及韋布望遠鏡證明其確實存在水分子，證明了雪線附近確實存在物質組分介于小行星和彗星之間的結冰小天體。它們可能給早期地球帶來了水源。”余亮亮說。

沒有二氧化碳并不意外

通過韋布望遠鏡的近紅外光譜儀，水被成功探測到。但也伴隨著一個新謎題：與其他彗星不同，里德彗星周圍沒有探測到二氧化碳。通常情況下，彗星的揮發性物質中約10%是二氧化碳。

余亮亮認為，這并不意外。“根據熱力學模型，主帶區域的溫度只能讓水在內部保存的時間超過太陽系的年齡，二氧化碳比水更易升華，沒法長時間保存。”而周期彗星來自柯伊伯帶或奧爾特云，那里溫度低，二氧化碳才得以保存。

美國馬里蘭大學天文學家、論文第一作者邁克爾·凱利對此解釋說，一種是里德彗星在形成時含有二氧化碳，但后來由于溫度過高而最終失去二氧化碳。另一種可能是，里德彗星可能形成于太陽系中一個比較溫暖的地方，而那里二氧化碳不能冷凝到星體上。

未來，主帶彗星或許可以告訴我們更多信息。

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