IT之家 5 月 15 日消息，天文學(xué)家一直推測，在太陽系之外的其他恒星系統(tǒng)中可能存在水冰（frozen water），部分原因是此前已探測到水的氣態(tài)形式 —— 水蒸氣，并且水在我們太陽系中也存在。如今，這一推測得到了明確的證據(jù)支持。

據(jù)美國宇航局（NASA）官網(wǎng)最新消息，研究人員利用 NASA 詹姆斯?韋布空間望遠鏡提供的詳細光譜數(shù)據(jù)，確認了一顆距離地球 155 光年的類太陽恒星周圍環(huán)繞的塵埃碎片盤中存在結(jié)晶水冰。2008 年，NASA 退役的斯皮策空間望遠鏡獲得的數(shù)據(jù)就曾暗示該系統(tǒng)可能存在水冰。

“韋布望遠鏡明確探測到的不僅僅是水冰，而是結(jié)晶水冰，這種物質(zhì)在我們太陽系的土星環(huán)以及柯伊伯帶的冰凍天體中也有發(fā)現(xiàn)?！痹撗芯空撐牡牡谝蛔髡?、馬里蘭州巴爾的摩市約翰?霍普金斯大學(xué)助理研究科學(xué)家謝晨（Chen Xie，音譯）表示。

韋布望遠鏡探測到的所有水冰都與碎片盤中的細小塵埃顆粒結(jié)合在一起，就像一個個微小的“臟雪球”。這一研究成果于周三發(fā)表在《自然》雜志上。

據(jù)IT之家了解，天文學(xué)家們已經(jīng)等待這類明確的數(shù)據(jù)長達數(shù)十年之久。“25 年前我還在讀研究生時，我的導(dǎo)師就告訴我碎片盤中應(yīng)該存在冰，但在韋布望遠鏡出現(xiàn)之前，我們沒有足夠靈敏的儀器來進行這些觀測。”該研究的共同作者、巴爾的摩市空間望遠鏡科學(xué)研究所的副天文學(xué)家克里斯汀?陳（Christine Chen）表示，“最令人驚訝的是，這些數(shù)據(jù)與望遠鏡最近對我們太陽系柯伊伯帶天體的觀測結(jié)果非常相似?！?/p>

水冰是圍繞年輕恒星的圓盤中的關(guān)鍵成分，對巨行星的形成有著重大影響，并且可能通過彗星和小行星等小天體被輸送到已經(jīng)形成的巖質(zhì)行星上。如今研究人員利用韋布望遠鏡探測到了水冰，這為所有研究人員開啟了一扇大門，讓他們能夠以新的方式研究這些過程在許多其他行星系統(tǒng)中是如何發(fā)生的。

這顆被編號為 HD 181327 的恒星比我們的太陽年輕得多，其年齡估計為 2300 萬年，而太陽的年齡則為 46 億年。該恒星的質(zhì)量略大于太陽，溫度也更高，這導(dǎo)致其周圍形成了一個略大的星系。

韋布望遠鏡的觀測結(jié)果證實了恒星與碎片盤之間存在一個明顯的空隙，這是一個沒有塵埃的廣闊區(qū)域。在更遠的地方，其碎片盤類似于我們太陽系的柯伊伯帶，那里有矮行星、彗星以及其他冰和巖石碎片（它們有時會相互碰撞）。數(shù)十億年前，我們的柯伊伯帶可能與這顆恒星的碎片盤非常相似。

“HD 181327 是一個非常活躍的系統(tǒng)?！标愓f，“在其碎片盤中，碰撞事件頻繁且持續(xù)發(fā)生。當(dāng)這些冰凍天體相互碰撞時，會釋放出細小的含水冰塵埃顆粒，這些顆粒的大小正好適合韋布望遠鏡進行探測?！?/p>

水冰在這個系統(tǒng)中并不是均勻分布的。大部分水冰都集中在最寒冷、距離恒星最遠的地方。“碎片盤的外側(cè)區(qū)域含有超過 20% 的水冰?！敝x晨說。

研究人員越靠近恒星，發(fā)現(xiàn)的水冰就越少。在碎片盤的中部，韋布望遠鏡探測到的水冰含量約為 8%。在這里，冰凍水顆粒的產(chǎn)生速度可能略高于其被破壞的速度。而在碎片盤最靠近恒星的區(qū)域，韋布望遠鏡幾乎沒有探測到水冰。這可能是由于恒星的紫外線使最近的水冰顆粒蒸發(fā)，也有可能是被稱為“星子”的巖石將冰凍水“鎖”在它們的內(nèi)部，而韋布望遠鏡無法探測到。

該團隊以及更多研究人員將繼續(xù)在銀河系的碎片盤和正在形成行星的系統(tǒng)中尋找并研究水冰?！八拇嬖谟兄诖龠M行星的形成?！敝x晨說，“這些冰凍物質(zhì)最終可能會被輸送到在類似這樣的系統(tǒng)中形成巖質(zhì)行星上，這一過程可能需要數(shù)億年?！?/p>

研究人員利用韋布望遠鏡的近紅外光譜儀（NIRSpec）對 HD 181327 進行了觀測，該儀器對極微弱的塵埃顆粒極為敏感，這些顆粒只能從太空進行探測。