科學(xué)家們長久以來一直在探尋生命在宇宙中的起源時(shí)間，這一謎團(tuán)與宇宙中水的首次出現(xiàn)時(shí)間緊密相關(guān)。最新的研究成果揭示了水可能比先前認(rèn)為的更早形成，為大爆炸后的數(shù)億年內(nèi)生命的出現(xiàn)提供了可能。
阿聯(lián)酋大學(xué)的研究者穆罕默德·拉提夫在采訪中透露，他們的模擬研究顯示，第一代恒星在大爆炸后的1億至2億年間就促進(jìn)了水的形成。這一發(fā)現(xiàn)將水在宇宙中的出現(xiàn)時(shí)間向前推進(jìn)了超過5億年。拉提夫驚訝地表示：“我們沒想到水會如此早就形成，甚至在第一批星系誕生之前。”
此前，智利的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）曾觀測到水在大爆炸后約7.8億年時(shí)就已存在。這些觀測結(jié)果揭示了一個(gè)由氫、氦和少量鋰構(gòu)成的年輕宇宙，這些元素構(gòu)成了第一代恒星——第三星族恒星。這些恒星體積巨大，質(zhì)量可達(dá)太陽的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，且壽命極短，最終以超新星爆炸結(jié)束。
拉提夫團(tuán)隊(duì)的研究利用數(shù)值模型，追蹤了兩顆第一代恒星的生命周期。一顆恒星的質(zhì)量是太陽的13倍，另一顆則是太陽的200倍。較小的恒星在1220萬年后爆炸，釋放了約0.051太陽質(zhì)量的氧；而較大的恒星在260萬年后就耗盡了燃料，拋射了高達(dá)55太陽質(zhì)量的氧。這些超新星爆炸產(chǎn)生的沖擊波和湍流密度波動(dòng)，形成了富含氧等金屬的氣體團(tuán)塊，這些團(tuán)塊成為早期宇宙中水形成的主要場所。
拉提夫指出，雖然這些富含水的團(tuán)塊會受到附近恒星強(qiáng)烈輻射的威脅，但位于云層較密集部分的水可以免受破壞。然而，他們的模擬僅考慮了最簡單的單星系統(tǒng)情況，而實(shí)際中多星系統(tǒng)更為常見。多個(gè)恒星意味著更多的輻射，但也可能產(chǎn)生更多的富含水的團(tuán)塊。盡管存在這些復(fù)雜性，拉提夫仍認(rèn)為水有可能在這些團(tuán)塊中存活。
進(jìn)一步的研究還表明，這些含有水的團(tuán)塊也是宜居行星形成的有利環(huán)境。然而，這些水是否能在數(shù)十億年的宇宙演化中持續(xù)存在，以及具體的持續(xù)機(jī)制，目前仍不完全清楚。一種理論認(rèn)為，彗星可能將水帶到了地球，但拉提夫指出，在再電離紀(jì)元的惡劣條件下，這類冰質(zhì)運(yùn)輸者不太可能存活。不過，研究人員并未完全排除地球上的水至少有一部分是原始起源的可能性。
拉提夫團(tuán)隊(duì)還預(yù)測，早期宇宙中富含水的行星群體會產(chǎn)生微弱的輻射，這些輻射可能在未來十年內(nèi)被ALMA或即將建成的平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡探測到。如果這一預(yù)測成真，將是一個(gè)“改變游戲規(guī)則”的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗鼘⑸鹪吹臅r(shí)間框架大大提前。
拉提夫表示，他們的研究開辟了一個(gè)全新的領(lǐng)域，對于理解宇宙早期的生命起源具有重要意義。這項(xiàng)研究已于3月3日發(fā)表在《自然·天文學(xué)》雜志上。
盡管仍存在許多未解之謎，但科學(xué)家們正通過不斷的研究和觀測，逐步揭開生命起源的神秘面紗。隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，我們有望在未來獲得更多關(guān)于生命起源的線索。
