水对生命至关重要。水的成分——氢和氧,是以不同方式形成的,其中较轻的化学元素(如氢)形成于宇宙大爆炸期间,但更重的元素(如氧)则是恒星内部核反应或超新星爆炸的产物。截至目前,科学家仍不清楚水在宇宙中的确切形成时间。
英国朴次茅斯大学研究人员利用两个超新星的计算机模型——一个模拟了13倍太阳质量的恒星,另一个模拟了200倍太阳质量的恒星——分析这些爆炸的产物。研究人员发现,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。
研究人员表示,这种气体氧发生冷却并与超新星在周围留下的氢混合,伴随着这一过程,水在遗留的致密物质团块中形成了。这些团块可能是第二代恒星和行星的形成位置。在第一个模拟中,研究人员发现在超新星事件后的3000万年到9000万年,水的质量达到了大约1个太阳质量的1亿到100万分之一。在第二个模拟中,水的质量在300万年后达到了约0.001个太阳质量。
此次研究揭秘了宇宙中“第一滴水”的形成时间,水可能最早形成于宇宙大爆炸后的1亿至2亿年间。研究人员补充解释称,如果水能在第一代星系具备毁灭性的形成过程中“幸存”下来,那么水就可能在数十亿年前就参与了行星的形成。
(《科技日报》3.4 张梦然)