行星如何获得水？

韦伯望远镜将追溯发展中行星系统中水的起源。

地球上丰富的水使我们所知道的所有生命成为可能。然而，我们不知道这些水是如何来到这里的。它是通过彗星碰撞到达的，还是已经是我们星球古老起源物质的一部分？天文学家不同意，并希望詹姆斯韦伯太空望远镜能使他们更接近分辨率。虽然没有办法回到地球的早期，但天文学家将使用韦伯来观察围绕其他恒星形成的其他行星，并发现水是如何进入这些系统的。

彗星向我们的“蓝色大理石”输送水了吗？图片来源：NASA，戈达德，亚利桑那州立大学。在资源库中获取完整的地球升起照片

美国宇航局的斯皮策太空望远镜，像韦伯研究红外光一样，发现太阳类恒星周围所有原行星盘中至少有一半含有水蒸气。韦伯将使用光谱学更详细地检查斯皮策的发现，研究包括水在内的圆盘的化学成分。这项研究还将扩展到低质量恒星和昏暗的褐矮星。

在原行星盘中发现水的地方是可居住世界如何形成的奥秘的重要线索。靠近恒星的水将处于气态，并远离正在形成的岩石行星。这就是我们对为什么太阳系中的气态巨行星被发现在离恒星更远的地方的理解，在那里水以固体冰的形式出现，有助于形成更大的质量，然后能够通过其更大的引力吸引气体。然而，这仍然留下了一个悬而未决的问题，即地球的液态水海洋是如何形成的;它们在我们的太阳系中是独一无二的，但其他系统可能为我们提供我们自己的起源的关键线索。

水的配方

水分子由两个氢原子组成，这些氢原子与一个氧原子结合。地球大气中含有大量的氧气，但氢气却很稀缺。我们大气中未被分子束缚的氢往往会逃逸到太空中，太轻，太高，地球的引力无法保持。因此，当我们在地球上发现氢时，它通常是分子的一部分 – 通常是水分子。

这幅插图描绘了围绕年轻恒星TW Hydra的原行星盘，在那里发现了一颗冰冷的行星，使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）于2016年形成。图片来源：NAOJ。

对于地球早期历史上的氢到达并保持足够多的量以与地球大气中的氧气结合，它必须附着在载体上 – 另一个将其束缚成分子的原子。这就是为什么一些天文学家将富含水冰的彗星视为地球海洋的可能来源。这些冰冷的彗星会影响地球，将它们的水释放到大气中。

其他行星，取决于它们在恒星行星盘中形成的位置，可能有不同的载体。例如，氨由氮和氢组成，这种组合足够稳定，可以提供这两种轻而高能的元素。

有了这些类型的光谱数据，韦伯望远镜将使天文学家能够在理解行星形成方面取得飞跃，并填补我们自己在地球上的故事中的一些空白。

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