这个科研团队在研究太阳系水冰的历史时,重点关注了氢和它的重同位素氘。同位素是同一种元素的不同原子,拥有相同数目的质子,但中子数目不同。质量上的差异使得同位素在参与化学反应时出现细微的性质差异。因此,水分子中氢和氘的比率能够告诉科学家,这些水分子形成时处在怎样的环境当中。
举例来说,星际空间的水冰,氘氢比率就会较高,因为它们形成于极低的温度。但没有人知道,在太阳诞生的化学反应中有多少这种富含氘的水会被破坏掉,也没有人知道,新生太阳系有多大的能力自己产生富含氘的水冰——直到现在。
这个研究团队建立了模型来模拟原行星盘,其中来自星际空间水冰中的所有氘原子都已经被化学反应清除了,因此这个系统不得不从头开始,在长达100万年的模拟时间中,自行生产出含氘的水冰。研究团队之所以这样做,是为了弄清楚这样一个行星系统能不能产生出我们在陨石样本、地球的海水和“时间胶囊”彗星中看到的那种氘氢比率。结果发现,他们的模型没办法做到这一点——这意味着, 我们的太阳系中至少有一部分水起源于星际空间,可以追溯到太阳诞生之前。
亚历山大说,“我们的发现证明,太阳系中相当一部分水要比太阳更加古老。这意味着大量富含有机物的星际水冰,应该存在于所有年轻的行星系统之中。”
英国埃克塞特大学物理及天文学系的姆·哈里斯(Tim Harries)教授也参加了这项研究。他说:“在寻找其他行星上是否存在生命的征途上,这是向前迈进的重要一步。通过辨别地球上水的远古起源,我们能够了解太阳系的形成过程并不独特,太阳系外的行星也会在含有大量水的环境中形成。因此,这项研究提出了这样一种可能性: