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地球上的水从哪来,至今没有定论。一种主流假说认为,太阳系早期,大量彗星从寒冷的外

地球上的水从哪来,至今没有定论。一种主流假说认为,太阳系早期,大量彗星从寒冷的外围区域被甩向内侧,把冰带到了年轻的地球附近。彗星撞击年轻的地球,把冰和挥发性物质带到了地球上,随着地表冷却,这些水最终汇聚成了海洋。

问题是,这件事发生在大约40亿年前,没人看到过。

现在,瑞典隆德大学的天文学家可能在370光年外找到了一个正在上演类似剧情的现场。

那个行星系统叫PDS 70,围绕一颗比太阳略冷的恒星运转,年龄只有500多万岁。放在宇宙尺度上,这相当于一个刚出生的婴儿。系统里已经发现了至少两颗气态巨行星,2023年还在靠近恒星的区域探测到了水蒸气。水蒸气的存在本身就是个谜,因为那个区域太热,水不该在那里自行产生。它很可能是从更寒冷的外围区域运过来的。

研究团队分析了2018年的观测数据,发现恒星前方出现了钠气信号。这些钠气以每秒数千米的速度运动,在几个夜晚之间时隐时现。

这种忽明忽暗的节奏,恰好符合彗星从恒星前方掠过时的预期表现:彗星靠近恒星时被加热,表面的冰直接升华成气体,在恒星的光谱上留下可测量的印记,然后随着彗星飞远,信号又消失了。

这是天文学家首次在一颗温度接近太阳的恒星周围发现系外彗星的证据。此前发现过系外彗星的恒星,要么温度比太阳高得多,要么年龄大得多。PDS 70两样都更接近太阳系早期的状态,这让类比变得格外有说服力。

研究团队还用模拟计算追踪了这些彗星可能的轨道。结果显示,在行星系统外围寒冷地带形成的小天体,会被两颗气态巨行星的引力扰动,像弹弓一样被甩向内侧。彗星本来就诞生在水能以冰的形式稳定存在的区域,一旦被弹射到恒星附近,冰升华释放出水蒸气和其他挥发性物质,正好落入行星形成的地带。

这跟太阳系早期可能发生过的事情几乎一模一样。太阳系的两颗气态巨行星木星和土星,在早期也经历过轨道迁移,过程中把大量外围的彗星和小天体搅乱,一部分被甩向了内太阳系。地球上的水,可能就是这些彗星快递送来的。

区别在于,太阳系的这一幕发生在几十亿年前,证据早已模糊。PDS 70才500多万岁,行星还在形成中,彗星搬运水的过程可能正在发生。隆德大学天文学家阿利内·诺瓦伊斯(Aline Novais)是这项发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上的研究的第一作者,她说,这是目前发现系外彗星活动的最年轻的行星系统。

目前正在智利建造的极大望远镜(Extremely Large Telescope)投入使用后,天文学家有望在PDS 70系统中找到更多行星,拼出一幅更完整的图景:水和其他组成行星的原材料,究竟是怎么从寒冷的外围一步步运到温暖的内侧的。

数十亿年前地球上第一滴水的来历,也许就藏在这颗370光年外的年轻恒星周围。

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图一:PDS 70行星系统的艺术想象图,图源:Aline Novais图二:天文学家在一个遥远的行星系统中发现了系外彗星的踪迹,图源:ESO/L. Calçada

信源:Joelsson, Johan. "Young sunlike system reveals comets may carry water toward forming planets." Phys.org, edited by Lisa Lock, 2 Sept. 2026