水的存在可能比我們意識到的要早得多

生命中最重要的靈丹妙藥可能是在 2 億年后形成的Big Bang，新的研究表明。人們認為早期缺乏生產水的條件，因為氧等較重的元素稀缺，但新的模擬表明嬰兒宇宙可能仍然潮濕。

來自英國樸茨茅斯大學的宇宙學家丹尼爾·惠倫 （Daniel Whalen） 及其同事使用早期宇宙參數虛擬再現了兩顆恒星的爆炸，并發現早在宇宙爆炸后 1 億年就已經存在了制造水的方法。

下面的視頻展示了大爆炸中的氫、氦和鋰氣體聚結成第一批恒星，在它們爆炸死亡期間將氧等較重的元素釋放到宇宙中：

“我們的模擬表明，水存在于原始星系中，因為它較早形成于它們的組成光暈中，”研究人員寫在他們的論文里.

今天，高金屬恒星的核心中含有大量的氧氣，但第一顆星星幾乎完全由氫氣和氦氣制成。這些早期的恒星可能燃燒得又熱又快，使天文學家很難捕捉到它們的蹤跡，但來自 JWST 的新數據可能剛剛揭示了第一個他們存在的直接證據.

Whalen 和團隊模擬了這些早期恒星的爆炸，其中一顆恒星的質量是太陽的 13 倍，另一顆是太陽的 200 倍。

在虛擬超新星的第一秒內，溫度和壓力足夠高，可以將更多的前恒星氣體融合成氧氣。在這場災難之后，噴出的帶能氣體，延伸到 1,630 光年，開始冷卻。

快速冷卻的速度比材料聚結的速度要快，導致電離的氫分子配對，形成水的另一個關鍵成分：氫分子 （H₂).

當這些粒子四處推擠時，特別是在超新星暈的較密集區域，氧氣與足夠的氫碰撞，使宇宙變得潮濕。

更重要的是，研究人員懷疑，這些密度更大的超新星殘余物團塊，以及它們更高濃度的金屬，也可能成為下一代更重的元素填充恒星和未來行星形成的地點。

“較高的金屬含量......原則上，可能導致在具有低質量恒星的原行星盤中形成巖石小行星，“Whalen 和團隊說.

這意味著潛在的行星也可能藏有水。

研究人員解釋說，幾顆恒星也可能在同一區域一起形成。

“如果是這樣，可能會發生幾次超新星爆炸并在光暈中重疊，”Whalen 及其同事解釋.“幾次爆炸可能會產生更致密的核心，從而在暈中產生更多的水形成和集中位置。”

在暈氣體稀疏的區域，多次爆炸會破壞形成的水，但在密度較大的云核中，H₂O 具有更高的生存機會，這要歸功于灰塵保護它免受輻射。

該團隊的計算表明，最早的星系產生的水量可能只比我們今天在銀河系中看到的水量少十倍，這表明生命的主要成分之一在很久以前就已經非常豐富了。

這項研究發表在自然天文學.

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