地球之水 彗星引发的争论：地球之水天上来？
地球上的水是从哪里来？尽管拥有冰核的彗星似乎是理想的候选者，但迄今为止的分析表明，它们的水与地球海洋中的水不同。然而，现在一个国际小组，把天体物理学和大气中辐射和物质研究实验室(巴黎天文台- PSL/CNRS/索邦大学/塞吉-蓬图瓦兹大学)和天体物理学空间研究和仪器实验室(巴黎天文台- PSL/CNRS/索邦大学/巴黎大学)的CNRS研究人员联合起来。
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发现了一个彗星家族，即超活跃彗星，含有类似于地球水的水。这项研究发表在《天文学与天体物理学》上，主要基于美国宇航局红外天文平流层天文台索菲亚对46P/Wirtanen彗星的测量。根据标准理论，地球被认为是太阳系早期条件下由很多小的行星碰撞形成。由于这些天体缺乏水，地球上的水一定是由较大小行星或彗星等较小的天体提供。为了追踪陆地水源，研究人员研究同位素比值1。
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彗星46P/Wirtanen，图片：Nicolas?Biver
特别是氘与氢在水中的比值，称为D/H比值(氘是氢的一种较重的形式)。当彗星接近太阳时，它的冰会升华，形成一种可以远距离分析的水蒸气大气。然而，到目前为止所测量到的彗星的D/H比率一般是海水的两到三倍，这意味着彗星只输送了地球上大约10%的水。当46P/Wirtanen彗星接近地球时，一架波音飞机搭载着索菲亚机载天文台对其进行了分析。这是发现的第三颗与地球水D/H比值相同的彗星。
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和之前的两颗彗星一样，它属于超活跃彗星的范畴，当它们接近太阳时，释放的水超过了它们核的表面积。过量的冰是由大气中富含冰的粒子产生。好奇的是，研究人员确定了所有已知D/H比的彗星活动比率(即产生大气中水量所需的核表面积的比率)。他们发现，彗星活跃度与水蒸气的D/H比值呈反比关系：彗星越趋向于过度活跃(即活跃度超过1)，D/H比值下降得越多，并接近地球的D/H比值。
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（博科园-图示）科学家们在索菲亚的一架波音747上工作。图片：Nicolas Baker/IRAP/NASA/CNRS Photothèqu
极度活跃的彗星，其水蒸汽部分来自于向大气中喷出的冰粒，因此其D/H比值与地球水的D/H比值相似，而不像那些气晕仅由表面冰产生的彗星。研究人员认为，在后者大气中测量的D/H比值并不一定表明它们的核中存在冰。如果这个假设是正确的，那么所有彗星核中的水实际上可能与地球水非常相似，这重新引发了关于地球水起源的争论。
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博科园｜研究/来自：CNRS
参考期刊《天文学和天体物理学》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935554
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