彗星引發的爭論：地球之水天上來？

地球上的水是從哪裡來？儘管擁有冰核的彗星似乎是理想的候選者，但迄今為止的分析表明，它們的水與地球海洋中的水不同。然而，現在一個國際小組，把天體物理學和大氣中輻射和物質研究實驗室(巴黎天文台- PSL/CNRS/索邦大學/塞吉-蓬圖瓦茲大學)和天體物理學空間研究和儀器實驗室(巴黎天文台- PSL/CNRS/索邦大學/巴黎大學)的CNRS研究人員聯合起來。

發現了一個彗星家族，即超活躍彗星，含有類似於地球水的水。這項研究發表在《天文學與天體物理學》上，主要基於美國宇航局紅外天文平流層天文台索菲亞對46P/Wirtanen彗星的測量。根據標準理論，地球被認為是太陽系早期條件下由很多小的行星碰撞形成。由於這些天體缺乏水，地球上的水一定是由較大小行星或彗星等較小的天體提供。為了追蹤陸地水源，研究人員研究同位素比值1。

特別是氘與氫在水中的比值，稱為D/H比值(氘是氫的一種較重的形式)。當彗星接近太陽時，它的冰會升華，形成一種可以遠距離分析的水蒸氣大氣。然而，到目前為止所測量到的彗星的D/H比率一般是海水的兩到三倍，這意味著彗星只輸送了地球上大約10%的水。當46P/Wirtanen彗星接近地球時，一架波音飛機搭載著索菲亞機載天文台對其進行了分析。這是發現的第三顆與地球水D/H比值相同的彗星。

和之前的兩顆彗星一樣，它屬於超活躍彗星的範疇，當它們接近太陽時，釋放的水超過了它們核的表面積。過量的冰是由大氣中富含冰的粒子產生。好奇的是，研究人員確定了所有已知D/H比的彗星活動比率(即產生大氣中水量所需的核表面積的比率)。他們發現，彗星活躍度與水蒸氣的D/H比值呈反比關係：彗星越趨向於過度活躍(即活躍度超過1)，D/H比值下降得越多，並接近地球的D/H比值。

極度活躍的彗星，其水蒸汽部分來自於向大氣中噴出的冰粒，因此其D/H比值與地球水的D/H比值相似，而不像那些氣暈僅由表面冰產生的彗星。研究人員認為，在後者大氣中測量的D/H比值並不一定表明它們的核中存在冰。如果這個假設是正確的，那麼所有彗星核中的水實際上可能與地球水非常相似，這重新引發了關於地球水起源的爭論。

博科園｜研究/來自：CNRS

參考期刊《天文學和天體物理學》

DOI: 10.1051/0004-6361/201935554

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