十年前科學家發現「宇宙最大水庫」,水量是地球海洋的140萬億倍

地球上有很多的水,地球海洋的面積占了地球總面積的71%,從太空看上去,地球就是一個水球,早有科學家計算出地球上的總水量有13.86億立方公里,其中96.5%都在海洋中,剩下的則是兩極冰川、地下水、陸地河流與湖泊以及大氣層中的水等。

相對水星、火星等行星,地球上水的存在是顯而易見的,因為在整個太陽系中只有地球的表面存在液態水,其他星球表面均沒有液態水存在,但這並不代表其他星球上就沒有水,水是可以以液態、固態、氣態存在于自然界中的,實際上僅在太陽系中就有很多的星球上的水量超越了地球,我們先來看下圖:

上圖為太陽系中一些含水量較多的星球的情況,地球的含水量位于土衛四和木衛二之間,雖然這些星球都比地球的體積小得多,但是它們的含水量卻不比地球少,比如木衛二的水量幾乎就是地球的一倍了,而木衛三和土衛六的水量都比地球多很多,只是由于它們的表面過于寒冷,水只能以冰的形式存在,而它它們的地殼的下部,在幾十上百公里深的地方,都有著巨大的液態海洋,水量都比地球海洋的水量更多,甚至有不少科學家認為其中很可能存在著的外星深海生物。

↑木衛二星體結構

不過太陽系中含水量最多的星球還並非木衛三,天王星、海王星、土星、木星上面的水都比木衛三又多多了,只是水的形態也和地球上的液態水不同罷了,這幾顆行星的大氣中有著大量的冰晶,而天王星和海王星內部還有被重力壓縮的溫度很高的水,水量相對于地球海洋來說要多得多。

↑天王星星體結構

科學家認為水在宇宙中很可能是普遍存在的物質,這也是因為氫和氧元素在宇宙中很普遍,而這兩種元素又很容易結合成水分子,因此我們的宇宙或並不缺水。

在太陽系中,很多小行星和彗星上也都有水冰,地球海洋的形成就被認為與彗星撞擊地球有關。

那麼在宇宙中,已知哪個天體上的水最多呢?目前已知水最多的天體是一個類星體,編號為APM 08279+5255,發現于2011年,美《大眾科學》雜誌于當年7月25日報導這一發現,這個類星體的水量是地球海洋總水量的140萬億倍,被科學家稱為已知「宇宙最大的水庫」。

類星體都是宇宙中的巨無霸型單一天體,其核心為黑洞,週邊是黑洞引力吸收物質時出現的吸積盤,APM 08279+5255距離我們有120億光年,這顆類星體的內部是一個相當于太陽質量200億倍的巨型黑洞,週邊是一個巨大的吸積盤,橫跨了上千光年的距離,其中有數百光年范圍中都能觀察到水蒸氣的存在,科學家們保守估計其攜帶的水量至少是地球海洋總水量的140萬億倍,如此巨量的水,是否覺得很不可思議?

可能有很多朋友會對如何確定120億光年外的天體中有水存有疑問,其實這只要觀測傳播過來的光線就可以了,我們知道將光線用棱鏡或衍射光柵分開,可以得到它的光譜顏色,不同物質的光配顏色就是不同的,那麼對照一下就能知道是什麼物質發出來的光了,而通過該光譜在傳回光線中的含量就能判斷物質的含量多少了。

如今很多大型天文望遠鏡都能看到極遙遠的宇宙深處的光,遠在百億光年外也能觀察到,分析其光譜就能知道是否有水和有多少水了。

那麼這個類星體為何會有如此巨量的水呢?這也是因為水在宇宙中並不缺乏,黑洞憑藉強大的引力將大量物質吸引到它的周圍,大量的水也會集中到其周邊,所以這顆類星體吸積盤就會有很多水了。

美國宇航局的天體物理學家馬特·布拉德福德說:「這顆黑洞的周圍有如此大數量的水,再次證實了一個事實,即水在宇宙中是無處不在的,即使是在宇宙形成的早期。」因為我們所觀測到的APM 08279+5255的景象並不是現在,而是120億年前它的樣子,那時候宇宙剛誕生16~18億年。

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