水是地球上生命存在的基本條件，但它究竟是如何形成和保存的呢？這個問題一直困擾著科學家們，因為水分子在太陽系早期可能會被強烈的太陽風吹散。現在，根據3月8日發表在《自然》上的一篇論文，天文學家們在一顆遙遠的嬰兒恒星周圍發現了與地球水相似的水分子，為解開地球水源之謎提供了重要線索。

這顆嬰兒恒星名為V883 Orionis，位于距離我們約1300光年的獵戶座方向。它是一個雙星系統，由兩顆品質分別約為太陽品質0.8倍和0.5倍的年輕恒星組成。這兩顆恒星之間有一個富含氣體和塵埃的盤狀結構，稱為原行星盤。這個盤就像一個巨大的旋轉餅干模具，可以塑造出未來形成行星和衛星等天體。

ALMA

天文學家們利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）對這個原行星盤進行了觀測，并發現了一種特殊類型的水分子——重氫化水（HDO）。重氫化水與普通水（H2O）不同之處在于，它其中一個氫原子被更重的同位素氘（D）所取代。由于氘比普通氫多了一個中子，因此重氫化水也比普通水更重。

重氫化水在自然界中并不常見，只占所有水分子中很小一部分。但它對于研究地球上和其他天體上水源起源非常有用，因為它可以反映出不同環境下形成和演化過程中所經歷過溫度、壓力、輻射等條件。通過測量不同天體上普通水和重氫化水之間比例關系（稱為D/H比），科學家們可以推斷出它們是否有共同或相似的來源。

彗星67P/楚留莫夫-格拉西緬科

地球上海洋中D/H比約為1.56×10-4，即每6400個普通水分子中就有一個重氫化水分子。而太陽系內其他天體上D/H比則各不相同：例如，在木星衛星歐羅巴上約為1.67×10-4；在土衛六泰坦上約為1.88×10-4；而在彗星67P/楚留莫夫-格拉西緬科上則高達5.3×10-4。

太陽系演化圖

這些差異表明，在太陽系形成初期，可能存在著多種來源或途徑產生了不同類型或組成比例的冰塊，并且隨著時間推移，在不同位置或溫度下發生了變化或交換。其中一種可能的來源或途徑之一是彗星。彗星是由冰和塵埃組成的小天體，它們在太陽系邊緣形成，并且在靠近太陽時會形成明亮的尾巴。彗星被認為是太陽系最古老和最原始的物質之一，它們可能攜帶了大量的水和有機物質，并且在撞擊行星時將這些物質輸送到了行星表面。因此，彗星可能是地球上水源的重要貢獻者之一。

然而，彗星并不是唯一可能的水源。另一種可能性是小行星。小行星是由巖石和金屬組成的較大天體，它們主要分布在火星和木星之間的小行星帶。小行星也被認為是太陽系早期形成時遺留下來的物質，但它們比彗星更接近太陽，因此更容易受到太陽風和輻射的影響。然而，小行星并不完全干燥，它們也可能含有一定量的水或冰，在撞擊其他天體時也會釋放出來。

那麼，地球上水源究竟來自于彗星還是小行星呢？這個問題目前還沒有確定答案，但科學家們已經發現了一些線索。例如，在2014年歐洲航天局（ESA）探測器羅塞塔號（Rosetta）降落在67P/楚留莫夫-格拉西緬科彗星上時，發現了該彗星上D/H比異常高達5.3×10-4。這意味著該彗星上重氫化水分子占所有水分子中約2%左右，遠高于地球海洋中約0.0156%左右。這表明該彗星與地球上水源沒有直接聯系。

但并非所有彗星都具有如此高的D/H比。例如，在1986年哈雷彗星在靠近地球時被觀測到時，發現了該彗星上D/H比約為3.1×10-4，與地球海洋中的D/H比更接近。這表明該彗星可能與地球上水源有一定聯系。

除了彗星之外，小行星也可能是地球上水源的重要貢獻者之一。例如，在2019年日本航天局（JAXA）探測器隼鳥2號（Hayabusa2）降落在龍宮小行星上時，發現了該小行星上含有大量的水和有機物質，并且其D/H比與地球海洋中的D/H比非常接近。這表明該小行星可能與地球上水源有直接聯系。

因此，科學家們認為，地球上水源可能來自于多種來源或途徑，并且在太陽系形成和演化過程中發生了復雜的交互和變化。但是，這些來源或途徑之間具體如何影響和平衡還不清楚，需要更多的觀測和實驗來驗證。

而根據最近《自然》上的一篇論文，在V883 Orionis嬰兒恒星周圍發現了與地球水相似的重氫化水分子，則為解開這個謎題提供了一個新的線索。這顆嬰兒恒星處于一個類似于太陽系早期階段的環境中，它周圍富含氣體和塵埃，并且正在形成原行星盤。天文學家們利用ALMA對其進行了高分辨率和高靈敏度的觀測，并且首次在其原行星盤內部區域探測到了重氫化水分子。

更令人驚訝的是，他們發現了該嬰兒恒星原行星盤內部區域D/H比約為1.6×10-4，與地球海洋中D/H比非常相似。這意味著該嬰兒恒星周圍存在著一種與我們自己非常類似的水分子，并且可能會形成類似于我們自己的行星。這可能是地球上水源的「失蹤環節」，也可能為我們理解太陽系和其他類太陽系的形成和演化提供了新的視角。