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小行星上首次发现水冰

小行星24 Themis的插图,以及与它一起绕轨道运行的两个小碎片。其中一个小碎片是惰性的(就像大多数小行星一样),另一个有彗星状的尾巴,由其表面的水冰升华产生。科学家宣布在24 Themis上首次发现水冰。

科学家周三宣布,首次在附近小行星表面发现水冰,这一发现可能有助于解释地球是如何形成海洋的。

两个研究小组独立验证了小行星24 Themis“是火星和木星之间小行星带中一块在太空中飞驰的大岩石”,上面覆盖着一层霜。

他们还发现,这颗小行星含有有机物质,包括一些可能是生命成分的分子。但科学家们还没有在这颗小行星上或地球以外的宇宙其他任何地方发现任何生命本身的证据。

众所周知,彗星有着独特的尾巴,通常在太阳系中轨道更远的地方运行,但该地区的小行星被认为离太阳太近,无法在表面容纳水而不蒸发掉。太阳系中最大的小行星谷神星被认为含有大量的冷冻水,但科学家怀疑所有这些水都埋在岩石和尘土飞扬的表面下。

但在这项新的研究中,研究人员通过测量太阳光从小行星表面反射的具体特征,在24 Themis表面发现了水冰的具体证据。他们看到了H2O覆盖123英里(198公里)宽岩石大部分表面的信号。

冰冷的岩石

“这是我们第一次在小行星上真正看到冰‘实际上是H20’,”研究负责人之一、约翰斯·霍普金斯大学的安德鲁·里夫金说。

此前,人们发现水可能以水合矿物的形式存在于24 Themis上,这些矿物被认为是水与岩石反应形成的。但这一次,研究人员看到了水本身的直接特征,他解释道。

由中佛罗里达大学的温贝托·坎平斯领导的另一个科学团队也发现了同样的情况。两个团队都使用了位于夏威夷毛纳基亚山顶的美国国家航空航天局红外望远镜设施进行观测,但在不同的夜晚进行了观测。

坎平斯说:“我们的工作和他们的工作非常好地相互印证和补充。”

坎平斯的团队安排了观测时间,以便在小行星旋转的不同点捕捉到小行星,并将这些数据结合起来创建了一张粗略的表面图,显示24 Themis上不仅有冰,而且冰覆盖了大部分表面的所有侧面。

坎平斯告诉太空网:“令我们惊讶的是,这里有水冰,有有机分子,它们或多或少均匀地分布在整个表面。”“我们觉得这很吸引人。”

两个研究小组都在4月29日的《自然》杂志上报告了他们的发现。

另一位研究人员英国贝尔法斯特女王大学的Henry Hsieh没有参与这两项研究,他对小行星上的冰覆盖范围感到惊讶。

他在同一期《自然》杂志的一篇配文中写道:“小行星在距离太阳这么远的地方的平均温度(约150'200开尔文)应该会导致表面冰在几年或更短的时间内升华,这与人们认为忒弥斯在其当前位置度过的数十亿年不一致。”

地球的水

这一发现甚至可能为地球上水的起源提供线索。

地球有着暴力的历史,在其一生的大部分时间里都受到太空岩石的轰炸。特别是,大约45亿年前,一块大岩石被认为撞击了地球,撞击掉了一大块,成为了我们的月球。这次碰撞会使物体升温,当时地球上的任何水都会蒸发。那么海洋是如何到达的呢

一些科学家认为,其中大部分是通过其他小行星到达的,这些小行星后来在较小的碰撞中撞向地球。但要想让这个想法保持下去,小行星必须携带水。彗星不太可能出现这种情况,因为它们所含的水往往与地球上大多数水的性质略有不同,原子的构型或同位素不同。

尽管最近的测量不能说明24 Themis上的水的同位素比率,但那里有水的事实是一个令人鼓舞的迹象。

Rivkin说:“我们的数据肯定至少与你可能带来大量水形态影响的想法一致。”

里夫金说,如果地球上浩瀚的海洋是由小行星的水沉积物形成的,这听起来令人惊讶,那么这并不是一个疯狂的想法。

“我们知道撞击率非常高,”他告诉太空网。“如果每一个撞击物,每一颗小行星,按重量计都有20%到30%的水,那么这可能会增加。”


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