水的存在可能比我们意识到的要早得多

生命中最重要的灵丹妙药可能是在 2 亿年后形成的Big Bang，新的研究表明。人们认为早期缺乏生产水的条件，因为氧等较重的元素稀缺，但新的模拟表明婴儿宇宙可能仍然潮湿。

来自英国朴茨茅斯大学的宇宙学家丹尼尔·惠伦 （Daniel Whalen） 及其同事使用早期宇宙参数虚拟再现了两颗恒星的爆炸，并发现早在宇宙爆炸后 1 亿年就已经存在了制造水的方法。

下面的视频展示了大爆炸中的氢、氦和锂气体聚结成第一批恒星，在它们爆炸死亡期间将氧等较重的元素释放到宇宙中：

“我们的模拟表明，水存在于原始星系中，因为它较早形成于它们的组成光晕中，”研究人员写在他们的论文里.

今天，高金属恒星的核心中含有大量的氧气，但第一颗星星几乎完全由氢气和氦气制成。这些早期的恒星可能燃烧得又热又快，使天文学家很难捕捉到它们的踪迹，但来自 JWST 的新数据可能刚刚揭示了第一个他们存在的直接证据.

Whalen 和团队模拟了这些早期恒星的爆炸，其中一颗恒星的质量是太阳的 13 倍，另一颗是太阳的 200 倍。

在虚拟超新星的第一秒内，温度和压力足够高，可以将更多的前恒星气体融合成氧气。在这场灾难之后，喷出的带能气体，延伸到 1,630 光年，开始冷却。

快速冷却的速度比材料聚结的速度要快，导致电离的氢分子配对，形成水的另一个关键成分：氢分子 （H₂).

当这些粒子四处推挤时，特别是在超新星晕的较密集区域，氧气与足够的氢碰撞，使宇宙变得潮湿。

更重要的是，研究人员怀疑，这些密度更大的超新星残余物团块，以及它们更高浓度的金属，也可能成为下一代更重的元素填充恒星和未来行星形成的地点。

“较高的金属含量......原则上，可能导致在具有低质量恒星的原行星盘中形成岩石小行星，“Whalen 和团队说.

这意味着潜在的行星也可能藏有水。

研究人员解释说，几颗恒星也可能在同一区域一起形成。

“如果是这样，可能会发生几次超新星爆炸并在光晕中重叠，”Whalen 及其同事解释.“几次爆炸可能会产生更致密的核心，从而在晕中产生更多的水形成和集中位置。”

在晕气体稀疏的区域，多次爆炸会破坏形成的水，但在密度较大的云核中，H₂O 具有更高的生存机会，这要归功于灰尘保护它免受辐射。

该团队的计算表明，最早的星系产生的水量可能只比我们今天在银河系中看到的水量少十倍，这表明生命的主要成分之一在很久以前就已经非常丰富了。

这项研究发表在自然天文学.

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