Nước phổ biến như thế nào trong vũ trụ?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Nước trong ly của bạn là cốc lâu đời nhất mà bạn từng thấy trong đời; hầu hết các phân tử của nó già hơn mặt trời. Nó xuất hiện ngay sau khi những ngôi sao đầu tiên sáng lên, và kể từ đó đại dương vũ trụ được cung cấp năng lượng bởi các lò nhiệt hạch của chúng. Như một món quà từ các ngôi sao cổ đại, Trái đất có Đại dương Thế giới, các hành tinh và vệ tinh lân cận - sông băng, hồ ngầm và đại dương toàn cầu của hệ mặt trời.

1. Vụ nổ lớn

Hydro gần như lâu đời với chính Vũ trụ: các nguyên tử của nó xuất hiện ngay khi nhiệt độ của Vũ trụ sơ sinh giảm xuống đến mức có thể tồn tại các proton và electron. Kể từ đó, hydro là nguyên tố phổ biến nhất của Vũ trụ trong 14,5 tỷ năm, cả về khối lượng và số lượng nguyên tử. Các đám mây khí, chủ yếu là hydro, lấp đầy toàn bộ không gian.

Vào năm 2011, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một ngôi sao trẻ, giống như mặt trời trong chòm sao Perseus, phun ra toàn bộ nguồn nước.

Tăng tốc trong từ trường mạnh mẽ của ngôi sao, các phân tử H20 với tốc độ gấp 80 lần tốc độ của một viên đạn súng máy đã thoát ra khỏi bên trong ngôi sao và nguội đi, biến thành những giọt nước. Có thể, sự phóng ra của các ngôi sao trẻ như vậy là một trong những nguồn vật chất, bao gồm cả nước, trong không gian giữa các vì sao.

2. Những ngôi sao đầu tiên

Kết quả của sự sụp đổ hấp dẫn của các đám mây hydro và heli, những ngôi sao đầu tiên xuất hiện, bên trong bắt đầu phản ứng tổng hợp nhiệt hạch và các nguyên tố mới được hình thành, bao gồm cả oxy.

Oxy và hydro đã cho nước; các phân tử đầu tiên của nó có thể đã hình thành ngay sau khi xuất hiện những ngôi sao đầu tiên - 12, 7 tỷ năm trước. Ở dạng khí phân tán cao, nó lấp đầy không gian giữa các vì sao, làm lạnh nó và do đó đưa các ngôi sao mới đến gần hơn.

Năm 2011, các nhà thiên văn học đã tìm thấy hồ chứa nước lớn nhất trong không gian. Nó được phát hiện trong vùng lân cận của một lỗ đen khổng lồ và cổ đại cách Trái đất 12 tỷ năm ánh sáng; sẽ có đủ nước để lấp đầy các đại dương trên trái đất 140 nghìn tỷ lần!

Nhưng các nhà thiên văn quan tâm hơn không phải đến lượng nước mà là tuổi của nó: sau cùng, khoảng cách tới đám mây cho thấy nó tồn tại khi tuổi của vũ trụ bằng 1/10 hiện tại. Điều này có nghĩa là ngay cả khi đó nước đã lấp đầy một phần của không gian giữa các vì sao.

3. Xung quanh các vì sao

Nước có trong đám mây khí sinh ra ngôi sao sẽ đi vào vật chất của đĩa tiền hành tinh và các vật thể hình thành từ nó - hành tinh và tiểu hành tinh. Vào cuối vòng đời của chúng, những ngôi sao lớn nhất phát nổ thành siêu tân tinh, để lại những tinh vân trong đó những ngôi sao mới phát nổ.

Nước trong hệ mặt trời

Các nhà khoa học tin rằng có hai hồ chứa nước trên Trái đất. 1. Trên bề mặt: hơi nước, chất lỏng, nước đá. Đại dương, biển, sông băng, sông, hồ, độ ẩm khí quyển, nước ngầm, nước trong tế bào sống.

Nguồn gốc: nước của các sao chổi và tiểu hành tinh đã bắn phá Trái đất cách đây 4, 1-3, 8 tỷ năm. 2. Giữa áo choàng trên và dưới. Nước ở dạng liên kết trong thành phần khoáng chất. Nguồn gốc: nước từ một đám mây tiền cực của khí giữa các vì sao, hoặc, theo một phiên bản khác, nước từ một tinh vân tiền cực được tạo ra bởi một vụ nổ siêu tân tinh.

Vào năm 2011, các nhà địa chất Mỹ đã phát hiện ra trong một viên kim cương ném xuống bề mặt trong quá trình phun trào của núi lửa Brazil, một khoáng chất ringwoodite với hàm lượng nước cao.

Nó được hình thành ở độ sâu hơn 600 km dưới lòng đất, và nước khoáng có trong mắc-ma đã hình thành nên nó. Và vào năm 2015, một nhóm các nhà địa chất khác, dựa trên dữ liệu địa chấn, đã đưa ra kết luận rằng có rất nhiều nước ở độ sâu này - nhiều như ở Đại dương Thế giới trên bề mặt, nếu không muốn nói là nhiều hơn.

Tuy nhiên, nếu bạn nhìn rộng hơn, các sao chổi và tiểu hành tinh của hệ mặt trời đã mượn nước của chúng từ đám mây tiền cực của khí vũ trụ, có nghĩa là các đại dương của Trái đất và nước nằm rải rác trong macma có một nguồn gốc cổ xưa.

• Sao Hoả:các chỏm băng ở cực, các dòng suối theo mùa, một hồ nước mặn có đường kính khoảng 20 km ở độ sâu khoảng 1,5 km.
• Vành đai tiểu hành tinh: nước có thể có mặt trên các tiểu hành tinh lớp C của vành đai tiểu hành tinh, cũng như vành đai Kuiper và các nhóm tiểu hành tinh nhỏ (bao gồm cả nhóm trên cạn) ở dạng liên kết. Sự hiện diện của các nhóm hydroxyl trong khoáng chất của tiểu hành tinh Bennu đã được xác nhận, điều này cho thấy rằng các khoáng chất này đã từng tiếp xúc với nước lỏng.
• Mặt trăng của sao Mộc. Châu Âu: đại dương nước lỏng dưới lớp băng hoặc nước đá nhớt và di động dưới lớp băng rắn.
• Ganymede: có lẽ không phải là một đại dương dưới băng, mà là nhiều lớp băng và nước muối.
• Callisto: đại dương dưới 10 km băng.
• Mặt trăng của sao Thổ. Mimas: đặc thù của sự quay có thể được giải thích bởi sự tồn tại của đại dương dưới băng hoặc hình dạng bất thường (dài ra) của lõi.
• Enceladus: độ dày băng từ 10 đến 40 km. Các mạch nước phun phun qua các vết nứt trên băng. Bên dưới lớp băng là một đại dương lỏng mặn.
• Titan: đại dương rất mặn cách bề mặt 50 km; hoặc băng mặn kéo dài đến lõi đá của vệ tinh.
• Mặt trăng của Hải Vương tinh. Triton: nước và băng nitơ và mạch phun nitơ trên bề mặt. Có thể có một lượng lớn amoniac lỏng trong nước dưới lớp băng.
• Sao Diêm Vương: Một đại dương lỏng bên dưới nitơ rắn, mêtan và ôxít cacbon có thể giải thích sự bất thường về quỹ đạo của hành tinh lùn.