首次在太空小行星表面探测到水分子

科学家首次在太空中的一颗小行星表面探测到水分子。这一发现揭示了有关水在太阳系中分布的新细节，并在 2 月 12 日发表在《行星科学杂志》上的一项研究中进行了详细说明。

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虽然在带回地球的小行星样本中已经检测到了水分子，但这是首次在太空中的小行星表面发现水分子。研究小组利用现已退役的平流层红外天文台 (SOFIA) 的数据研究了四颗富含硅酸盐的小行星。这架配备望远镜的飞机由德国航空航天中心和美国宇航局操作。SOFIA 的暗淡物体红外照相机 (FORCAST) 仪器进行的一些观测显示，小行星 Iris 和 Massalia 有特定波长的光的证据，表明它们表面存在水分子。小行星 Iris 是直径 124 英里的巨行星，围绕太阳运行，位于火星和木星之间。Massalia 直径约 84 英里，也靠近这颗红色星球。

“小行星是行星形成过程中的残留物，因此它们的成分取决于它们在太阳星云中形成的位置，”研究报告合著者、西南研究所天文学家和小行星专家阿尼西亚·阿雷东多在一份声明中说。“特别令人感兴趣的是小行星上水的分布，因为这可以揭示水是如何被输送到地球的。”

干燥的硅酸盐小行星被描述为无水的，它们通常形成于离太阳较近的地方。像 Chariklo 这样的冰冷太空岩石更多被发现于离太阳较远的地方。了解小行星在太阳系中的位置以及它们的组成可以告诉我们太阳系中的物质是如何分布和随时间演变的。由于水是地球上所有生命的必需品，因此确定水可能存在的位置可以决定在太阳系甚至更远的地方寻找生命。

“我们在小行星 Iris 和 Massalia 上发现了一种毫无疑问是分子水的特征，”Arredondo 说道，“我们的研究基于团队在月球阳光照射下的表面发现分子水的成功经验。我们认为我们可以使用 SOFIA 在其他天体上找到这种光谱特征。”

SOFIA 在月球南半球最大的陨石坑之一中探测到了水分子。此前对月球和小行星的观测发现了某种形式的氢，但无法区分水和一种名为羟基的化学近亲。研究小组在陨石坑中发现了大约相当于一瓶 12 盎司水的物质。这些水以化学形式与矿物质结合，并被困在月球表面一立方米的土壤中。

“根据光谱特征的带强度，小行星上的水含量与阳光照射下的月球上的水含量一致，”阿雷东多说。“同样，在小行星上，水也可以与矿物质结合，也可以被硅酸盐吸附，并被困在或溶解在硅酸盐撞击玻璃中。”

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帕耳忒诺佩和梅尔波墨涅是研究中两颗较暗的小行星，数据并未揭示有关水分子存在的明确结论。据该团队称，FORCAST 仪器的灵敏度不足以检测到此处存在的水光谱特征。该团队现在正在寻求美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的帮助，利用其精确的光学系统和红外信号观测能力来调查太空中的其他目标。

“我们在第二周期用韦伯对另外两颗小行星进行了初步测量，”阿雷东多说。“我们为下一周期提出了另一项提案，即研究另外 30 个目标。这些研究将增加我们对太阳系水分布的了解。”