宇宙大爆炸后最初的十亿年可能已经存在大量水

孑影吟风

　　

　　加利福尼亚星云是典型的分子云，位于英仙座
“我们研究了宇宙早期分子云的化学成分，发现氧元素含量仅为太阳的千分之一。然而让我们感到意外的是，在早期分子云中观察到的水蒸气含量和我们银河系的相当。”哈佛-史密松天体物理中心的天文学家Avi Loeb说。
　　宇宙大爆炸的多长时间之后出现了水?不是马上，因为产生水分子需要有氧元素，而氧元素是在恒星诞生后才产生的。之后大量的氧散布到宇宙中，与氢结合才能产生水。尽管如此，新的理论研究发现在宇宙大爆炸之后最初的十亿年，宇宙中很多地方就已经出现大量的水。
　　宇宙初期缺乏重量大于氢和氦的元素。据猜测，宇宙初期产生的第一批恒星数目庞大且寿命短暂。这些恒星产生了像氧这样的重元素，之后通过星际风和超新星爆炸散播到宇宙空间。这导致了富含重元素的气体“岛屿”的诞生。即使在这些“岛屿”中，氧元素含量仍然远远低于今天银河系的氧含量。　　哈佛-史密松天体物理中心的研究小组以早期分子云为对象，分析了在低氧环境中能产生水的化学反应的条件。他们发现在大约27摄氏度(约对应300开尔文)的环境中，尽管原材料并不充分，但是仍能够产生大量的气态水。发表这个新发现的论文第一作者、特拉维夫大学博士生Shmuel Bialy说，“环境温度之所以大约为27摄氏度，是因为当时的气体不能够有效冷却，宇宙比今天温暖一些。”另一名作者Amiel Sternberg补充说，当时的宇宙背景辐射温度比今天更高，气体密度也更高一些。此外他们还发现，水的合成反应和分解反应的平衡状态与在本星系群也很相似。“即使在缺乏重元素的环境中，仍然可以产生大量的气态水。”Bialy补充说。
　　宇宙早期的分子云是诞生恒星和行星的原始来源。上述研究小组计算了宇宙早期分子云中的气态水的可能含量，但是尚未说明固态冰含量以及不同形态的分布比例。