宇宙大爆炸後最初的十億年可能已經存在大量水

加利福尼亞星雲是典型的分子雲，位於英仙座

「我們研究了宇宙早期分子雲的化學成分，發現氧元素含量僅為太陽的千分之一。然而讓我們感到意外的是，在早期分子雲中觀察到的水蒸氣含量和我們銀河系的相當。」哈佛-史密松天體物理中心的天文學家Avi Loeb說。

宇宙大爆炸的多長時間之後出現了水?

不是馬上，因為產生水分子需要有氧元素，而氧元素是在恆星誕生後才產生的。之後大量的氧散布到宇宙中，與氫結合才能產生水。儘管如此，新的理論研究發現在宇宙大爆炸之後最初的十億年，宇宙中很多地方就已經出現大量的水。

宇宙初期缺乏重量大於氫和氦的元素。據猜測，宇宙初期產生的第一批恆星數目龐大且壽命短暫。這些恆星產生了像氧這樣的重元素，之後通過星際風和超新星爆炸散播到宇宙空間。這導致了富含重元素的氣體「島嶼」的誕生。即使在這些「島嶼」中，氧元素含量仍然遠遠低於今天銀河系的氧含量。

哈佛-史密松天體物理中心的研究小組以早期分子雲為對象，分析了在低氧環境中能產生水的化學反應的條件。他們發現在大約27攝氏度(約對應300開爾文)的環境中，儘管原材料並不充分，但是仍能夠產生大量的氣態水。發表這個新發現的論文第一作者、特拉維夫大學博士生Shmuel Bialy說，「環境溫度之所以大約為27攝氏度，是因為當時的氣體不能夠有效冷卻，宇宙比今天溫暖一些。」

另一名作者Amiel Sternberg補充說，當時的宇宙背景輻射溫度比今天更高，氣體密度也更高一些。此外他們還發現，水的合成反應和分解反應的平衡狀態與在本星系群也很相似。「即使在缺乏重元素的環境中，仍然可以產生大量的氣態水。」Bialy補充說。

宇宙早期的分子雲是誕生恆星和行星的原始來源。上述研究小組計算了宇宙早期分子雲中的氣態水的可能含量，但是尚未說明固態冰含量以及不同形態的分布比例。

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