荷兰天文研究学院 水从星际云到可居住世界的旅程
从左上方到右下方:水在寒冷的星际云内，在一颗年轻的恒星附近，在一个原行星盘中，在一颗彗星中和在一颗系外行星的海洋中，形成了一个外流的恒星
前三个阶段显示了由赫歇尔空间天文台的HIFI仪器测量的水蒸气光谱
在这张照片中，来自冷星际云和原行星盘的信号被放大了100倍，相比之下，来自年轻恒星的信号在中心形成
学分:ESA/ALMA/NASA/L
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克里斯滕森 荷兰天文学家尤因·范·迪舒克(荷兰莱顿大学)和他的一个国际团队一起，借助赫歇尔太空天文台，写下了我们所知道的关于星际云中水的一切概述
这篇发表在《天文学和天体物理学》杂志上的文章总结了现有的知识，并提供了关于新的、潜在的可居住世界中水的起源的新信息
这篇文章有望成为未来二十年的参考文献
10年前，人们还不太清楚水是如何在星际空间中形成的，在哪里形成的，以及它最终是如何在地球这样的星球上终结的
其中一个原因是地面望远镜的观测受到我们大气中水蒸气的影响
2009年，欧空局发射了赫歇尔远红外空间望远镜
赫歇尔的主要目标之一是研究太空中的水
赫歇尔一直服役到2013年
特别重要的是在荷兰领导下建造的HIFI仪器，也被称为“分子猎人”
“近年来，根据赫歇尔的水数据发表了几十篇科学文章
现在，这些结果已经结合并扩展了新的见解
这项新的研究描述了水在整个恒星形成过程中的旅程，包括中间阶段，到目前为止，这些阶段还没有受到太多的关注
这篇论文表明，大部分水是由寒冷而稀薄的星际云的微小尘埃颗粒上的冰形成的
当云坍缩成新的恒星和行星时，这些水大部分被保存下来，并迅速锚定在卵石大小的尘埃颗粒中
在围绕年轻恒星的旋转圆盘中，这些鹅卵石构成了新行星的基石
此外，研究人员计算出，大多数新的太阳系诞生时都有足够的水来填满几千个海洋
尤因·范·迪肖克:“意识到当你喝一杯水时，大多数分子的组成超过4个分子，这很有趣
50亿年前在我们的太阳和行星形成的云中
" 赫歇尔早期的许多结果集中在形成恒星附近显著可见并大量产生的热水汽上
但是这些热水由于年轻恒星的强大外流而消失在太空中
在写这篇评论的同时，研究人员对冷水蒸气和冰的化学性质有了越来越多的了解
例如，他们能够证明星际冰是一层一层地生长在尘埃颗粒上的
他们根据来自重水的微弱信号得出了这个结论(HDO和D2O，而不是H2O)
未来，研究人员希望能够研究宇宙中更多的水，特别是在形成行星系统方面
然而，这可能需要一段时间
下一个可与赫歇尔相媲美的太空望远镜计划在2040年前发射
尤因·范·迪肖克:“有可能在2030年左右有一架‘水望远镜’进入太空，但是那个项目被取消了
这很遗憾，但这是我们团队撰写水概述的额外原因
这样，当新的任务到来时，我们就有了集体记忆
" 此外，詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年底发射
它将包含由欧洲-美国伙伴关系建立的MIRI仪器，该仪器将能够揭示到目前为止仍然遥不可及的水路线图的一部分
MIRI将能够在尘埃盘的最内层探测到温暖的水蒸气
合著者米歇尔·霍格海杰德(莱顿大学和阿姆斯特丹大学):“赫歇尔已经表明行星形成盘富含水冰
有了MIRI，我们现在可以沿着这条轨迹进入类地行星形成的区域
" 智利的阿尔玛望远镜可以从地面观察太空中的水蒸气
这包括遥远星系中的水，那里的水线已经偏离了地球大气中的水线
合著者拉斯·克里斯滕森(丹麦哥本哈根大学)补充道:“多亏了赫歇尔的遗产，我们可以更好地解释这些阿尔玛数据
" “恒星形成区域的水:赫歇尔光谱学探测到的从云到圆盘的物理和化学”已经被《天文学和天体物理学》接受出版
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