中新網(wǎng)北京3月4日電 (記者 孫自法)對于生命至關(guān)重要的水，在宇宙中是何時形成的？施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然—天文學(xué)》北京時間3月4日凌晨發(fā)表一篇論文稱，一項建模研究顯示，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。

論文作者認為，這次研究發(fā)現(xiàn)水在宇宙中的形成時間可能早于此前估計，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間。

本次研究相關(guān)示意圖(圖片來自論文)。施普林格·自然 供圖

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

進一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著這種氣體氧冷卻并與超新星在周圍留下的氫混合，水便在遺留的致密物質(zhì)團塊中形成。這些團塊可能是第二代恒星和行星的形成位置。

在13倍太陽質(zhì)量的第一個模擬中，研究發(fā)現(xiàn)在超新星事件后的3000萬至9000萬年，水的質(zhì)量達到了大約相當(dāng)于1個太陽質(zhì)量的1億到100萬分之一。在200倍太陽質(zhì)量的第二個模擬中，水的質(zhì)量在300萬年后達到了約0.001個太陽質(zhì)量。

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