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宇宙最大“水库”被发现,水量是地球海洋140万亿倍,咋看出来的

2021-12-31 来源: 搜狐 原文链接 评论0条

地球上有很多的水,地球海洋的面积占了地球总面积的71%,从太空看上去,地球就是一个水球,早有科学家计算出地球上的总水量有13.86亿立方公里,其中96.5%都在海洋中,剩下的则是两极冰川、地下水、陆地河流与湖泊以及大气层中的水等。

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相对水星、火星等行星,地球上水的存在是显而易见的,因为在整个太阳系中只有地球的表面存在液态水,其他星球表面均没有液态水存在,但这并不代表其他星球上就没有水,水是可以以液态、固态、气态存在于自然界中的,实际上仅在太阳系中就有很多的星球上的水量超越了地球,我们先来看下图:

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上图为太阳系中一些含水量较多的星球的情况,地球的含水量位于土卫四和木卫二之间,虽然这些星球都比地球的体积小得多,但是它们的含水量却不比地球少,比如木卫二的水量几乎就是地球的一倍了,而木卫三和土卫六的水量都比地球多很多,只是由于它们的表面过于寒冷,水只能以冰的形式存在,而它它们的地壳的下部,在几十上百公里深的地方,都有着巨大的液态海洋,水量都比地球海洋的水量更多,甚至有不少科学家认为其中很可能存在着的外星深海生物。

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↑木卫二星体结构

不过太阳系中含水量最多的星球还并非木卫三,天王星、海王星、土星、木星上面的水都比木卫三又多多了,只是水的形态也和地球上的液态水不同罢了,这几颗行星的大气中有着大量的冰晶,而天王星和海王星内部还有被重力压缩的温度很高的水,水量相对于地球海洋来说要多得多。

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↑天王星星体结构

科学家认为水在宇宙中很可能是普遍存在的物质,这也是因为氢和氧元素在宇宙中很普遍,而这两种元素又很容易结合成水分子,因此我们的宇宙或并不缺水。

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↑水分子一氧二氢结构图

在太阳系中,很多小行星和彗星上也都有水冰,地球海洋的形成就被认为与彗星撞击地球有关。

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那么在宇宙中,已知哪个天体上的水最多呢?目前已知水最多的天体是一个类星体,编号为APM 08279+5255,发现于2011年,美《大众科学》杂志于当年7月25日报道这一发现,这个类星体的水量是地球海洋总水量的140万亿倍,被科学家称为已知“宇宙最大的水库”。

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类星体都是宇宙中的巨无霸型单一天体,其核心为黑洞,外围是黑洞引力吸收物质时出现的吸积盘,APM 08279+5255距离我们有120亿光年,这颗类星体的内部是一个相当于太阳质量200亿倍的巨型黑洞,外围是一个巨大的吸积盘,横跨了上千光年的距离,其中有数百光年范围中都能观察到水蒸气的存在,科学家们保守估计其携带的水量至少是地球海洋总水量的140万亿倍。

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可能有很多朋友会对如何确定120亿光年外的天体中有水存有疑问,其实这只要观测传播过来的光线就可以了,我们知道将光线用棱镜或衍射光栅分开,可以得到它的光谱颜色,不同物质的光配颜色就是不同的,那么对照一下就能知道是什么物质发出来的光了,而通过该光谱在传回光线中的含量就能判断物质的含量多少了。如今很多大型天文望远镜都能看到极遥远的宇宙深处的光,远在百亿光年外也能观察到,分析其光谱就能知道是否有水和有多少水了。

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那么这个类星体为何会有如此巨量的水呢?这也是因为水在宇宙中并不缺乏,黑洞凭借强大的引力将大量物质吸引到它的周围,大量的水也会集中到其周边,所以这颗类星体吸积盘就会有很多水了。美国宇航局的天体物理学家马特·布拉德福德说:“这颗黑洞的周围有如此大数量的水,再次证实了一个事实,即水在宇宙中是无处不在的,即使是在宇宙形成的早期。”因为我们所观测到的APM 08279+5255的景象并不是现在,而是120亿年前它的样子,那时候宇宙刚诞生16~18亿年。

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