水是生命之源，也是太陽系中最常見的物質之一。 然而，水在太陽系中是如何分布的，以及為什麼地球上有如此豐富的水的問題一直困擾著科學家。 最近，一項新的研究首次在太空中探測到小行星表面的水分子，為解開這些謎團提供了新的線索。
用飛機望遠鏡探測小行星
這項研究的資料來自一架裝有紅外望遠鏡的特殊飛機，可以在平流層高度觀察太空中的天體。 這架飛機是平流層紅外天文台（SOFIA），由美國宇航局和德國航空航天中心聯合運營，於2023年退役。 索菲亞的“顯微紅外相機”（Forcast）儀器可以探測小行星表面的熱輻射，揭示其成分和溫度。
科學家們使用SOFIA研究了四顆富含矽酸鹽的小行星：IRIS，Massalia，Hygiea和Themis。 矽酸鹽是地球和其他岩石行星的主要成分，是太陽系中最常見的礦物。 科學家認為，這些小行星是在太陽系誕生時形成的太陽星雲，是一團由氣體和塵埃組成的漩渦雲。
小行星上的水分子
科學家發現，其中兩顆小行星，Iris和Massalia，顯示出特定波長的光，表明它們的表面存在水分子。 這是第一次在太空小行星表面發現水分子，以前只在返回地球的小行星樣本中檢測到。 這一發現與索菲亞對月球表面發現水分子的研究有相似之處，當時索菲亞在月球南半球最大的隕石坑之一克魯茲隕石坑附近檢測到水分子的存在。
我們在小行星Iris和Massalia上發現了乙個特徵，可以明確地歸因於分子水。 "該研究的主要作者，聖安東尼奧西南研究所的Anicia Arredondo在乙份宣告中說。 “我們的研究是基於研究團隊在月球太陽表面發現分子水的成功經驗。 我們認為我們可以利用SOFIA在其他天體上找到這種光譜特徵。
那麼，這些小行星上的水分子是怎麼來的呢？ 科學家認為，這些水分子可能是由太陽的紫外線或宇宙射線撞擊小行星表面的氧和氫原子，或者由撞擊小行星的其他天體形成的。 這些水分子不是自由存在的，而是與礦物化學結合或吸附在矽酸鹽中。 索菲亞對月球的觀測表明，在月球表面一立方公尺的土壤中，大約有相當於12盎司的瓶裝水被困在礦物質中。 在新的研究中，科學家們發現，這兩顆小行星上的水量與月球上的水量相似。
太陽系中水的分布和起源
鳶尾花和馬薩利亞的直徑分別為199公里和135公里，軌道相似，與太陽的平均距離為239 個天文單位 （AU），即 239次。 這意味著它們是在靠近太陽的地方形成的，因為在內太陽系中，太陽的熱量會蒸發任何水分。 在更遠的地方，冰冷的物質可以在低溫下凝聚，形成冰巨星和冰衛星。 因此，太陽系中水的分布與太陽星雲中的溫度和距離有關。
然而，Iris和Massalia的發現表明，一些矽酸鹽小行星可以在很長一段時間內保留一些水，而且它們在內太陽系中的發現可能比以前認為的更常見。 這對於理解水是如何被輸送到地球的具有重要意義。 事實上，小行星被認為是地球的主要水**，因為它們可以在太陽系的早期階段與地球相撞，將水帶到地球表面。 這為我們所知道的生活提供了必要的元素。 了解太空中水的分布將有助於研究人員更好地評估地點，以尋找太陽系內和周圍其他形式的潛在生命。