水是生命之源，也是太阳系中最常见的物质之一。 然而，水在太阳系中是如何分布的，以及为什么地球上有如此丰富的水的问题一直困扰着科学家。 最近，一项新的研究首次在太空中探测到小行星表面的水分子，为解开这些谜团提供了新的线索。
用飞机望远镜探测小行星
这项研究的数据来自一架装有红外望远镜的特殊飞机，可以在平流层高度观察太空中的天体。 这架飞机是平流层红外天文台（SOFIA），由美国宇航局和德国航空航天中心联合运营，于2023年退役。 索菲亚的“显微红外相机”（Forcast）仪器可以探测小行星表面的热辐射，揭示其成分和温度。
科学家们使用SOFIA研究了四颗富含硅酸盐的小行星：IRIS，Massalia，Hygiea和Themis。 硅酸盐是地球和其他岩石行星的主要成分，是太阳系中最常见的矿物。 科学家认为，这些小行星是在太阳系诞生时形成的太阳星云，是一团由气体和尘埃组成的漩涡云。
小行星上的水分子
科学家发现，其中两颗小行星，Iris和Massalia，显示出特定波长的光，表明它们的表面存在水分子。 这是第一次在太空小行星表面发现水分子，以前只在返回地球的小行星样本中检测到。 这一发现与索菲亚对月球表面发现水分子的研究有相似之处，当时索菲亚在月球南半球最大的陨石坑之一克鲁兹陨石坑附近检测到水分子的存在。
我们在小行星Iris和Massalia上发现了一个特征，可以明确地归因于分子水。 "该研究的主要作者，圣安东尼奥西南研究所的Anicia Arredondo在一份声明中说。 “我们的研究是基于研究团队在月球太阳表面发现分子水的成功经验。 我们认为我们可以利用SOFIA在其他天体上找到这种光谱特征。
那么，这些小行星上的水分子是怎么来的呢？ 科学家认为，这些水分子可能是由太阳的紫外线或宇宙射线撞击小行星表面的氧和氢原子，或者由撞击小行星的其他天体形成的。 这些水分子不是自由存在的，而是与矿物化学结合或吸附在硅酸盐中。 索菲亚对月球的观测表明，在月球表面一立方米的土壤中，大约有相当于12盎司的瓶装水被困在矿物质中。 在新的研究中，科学家们发现，这两颗小行星上的水量与月球上的水量相似。
太阳系中水的分布和起源
鸢尾花和马萨利亚的直径分别为199公里和135公里，轨道相似，与太阳的平均距离为239 个天文单位 （AU），即 239次。 这意味着它们是在靠近太阳的地方形成的，因为在内太阳系中，太阳的热量会蒸发任何水分。 在更远的地方，冰冷的物质可以在低温下凝聚，形成冰巨星和冰卫星。 因此，太阳系中水的分布与太阳星云中的温度和距离有关。
然而，Iris和Massalia的发现表明，一些硅酸盐小行星可以在很长一段时间内保留一些水，而且它们在内太阳系中的发现可能比以前认为的更常见。 这对于理解水是如何被输送到地球的具有重要意义。 事实上，小行星被认为是地球的主要水**，因为它们可以在太阳系的早期阶段与地球相撞，将水带到地球表面。 这为我们所知道的生活提供了必要的元素。 了解太空中水的分布将有助于研究人员更好地评估地点，以寻找太阳系内和周围其他形式的潜在生命。