宇宙奇观:英国科学家惊人发现首滴水诞生于宇宙大爆炸后138亿年!
3月4日消息,大家知道,水对生命至关重要,在宇宙中它到底是在何时形成的呢?
北京时间3月4日凌晨,英国朴次茅斯大学的研究人员揭示了“第一滴水”形成的时间和原因。
据《自然—天文学》杂志报道,一项建模研究表明,水可能最早形成于宇宙大爆炸之后的1亿至2亿年之间,即大约在138亿年前。这一发现令人震惊,因为它不仅将水的存在时间推回到了宇宙早期阶段,而且也对理解早期宇宙中的化学过程提供了新的视角。 这个研究结果表明,即使在宇宙初期,某些基本化合物如水也已经存在。这对于我们了解宇宙早期环境以及生命所需的基本元素如何形成的探究具有重要意义。此外,这也暗示着,宇宙中水的形成可能比我们之前认为的要早得多,进一步拓展了我们对宇宙历史的认知边界。
该论文作者提出,此次研究结果表明水在宇宙中的出现时间可能比之前预想的更早,并且可能是早期星系的重要组成部分。
据其介绍,水中的氢和氧成分由于形成过程不同而有所区别。较轻的元素(例如氢、氦和锂)是在宇宙大爆炸时期产生的,而更重的元素(例如氧)则是在恒星核心的核聚变反应或超新星爆发过程中形成的。
因此,在此之前仍不清楚水在宇宙中的形成时间。
在本项研究中,研究者通过模拟13倍和200倍太阳质量恒星的两个超新星计算机模型,详细分析了这些超新星爆炸后的产物。 这项研究为我们揭示了不同质量恒星在生命周期结束时可能产生的惊人差异。通过对高精度模型的深入研究,科学家们能够更准确地预测和理解超新星爆炸的过程及其对周围环境的影响。这不仅加深了我们对宇宙极端事件的认识,还为未来的天文观测提供了宝贵的理论依据。
他们发现,由于达到了极高的温度和密度,第一个和第二个模拟中分别产生了0.051倍和55倍太阳质量的氧。
通过进一步研究发现,随着这种气体氧冷却并与超新星在周围留下的氢混合,水便在遗留的致密物质团块中形成。这些团块可能是第二代恒星和行星的形成位置。
其中,在13倍太阳质量的第一个模拟中,研究发现,在超新星事件之后的3000万至9000万年期间,水的质量达到了大约相当于1个太阳质量的1亿到100万分之一。
在一项关于200倍太阳质量的恒星模拟研究中发现,在大约300万年的时间里,水的质量积累到了大约0.001个太阳质量。这一发现不仅加深了我们对恒星周围物质聚集过程的理解,也为我们探索宇宙中水资源的分布提供了新的视角。通过这样的模拟实验,科学家们能够更准确地预测和理解恒星系统内部复杂而微妙的变化,这对于未来的天文观测和理论模型构建具有重要意义。
对此,论文指出,如果水在第一代星系形成时能够幸存下来,那么水可能早在数十亿年前就已经参与到行星的形成过程中。这一发现意味着,宇宙早期环境可能比我们原先认为的更加有利于复杂分子的存在与传播,从而为生命的起源提供了更多可能性。这不仅扩展了我们对宇宙历史的理解,也提示我们在探索外星生命时,应该更广泛地考虑可能存在水资源的天体。