尋找宇宙中的「水」配方:加點星光吧!

49太歲

　　傳說中的配方少不了某種神秘的成分。2001年，自從天文學家在CW Leonis這顆濱死的老恆星周圍意外發現一圈由水蒸汽所形成的雲以來，探尋「水配方」中這項神秘物質從何而來的行動也興沖沖的展開，因為雖然到目前為止已得知周圍有水的恆星有好幾類，但CW Leonis不隸屬那幾類中的任何一類，它是一顆碳成分很高的「碳星」，一般認為,它應該不會再生出水來。起初，科學家假設那些水蒸汽的來源應該是：CW星的熱蒸發了附近的彗星，或是矮行星。然而，水蒸汽的溫度實在千百度遠高於被蒸發的那些彗星或矮行星等冷冰冰的天體，再說，CW星表層甚至深處都有水蒸汽的事實，也很難以舊的模型理論加以解釋。

　　現在，透過赫歇爾太空望遠鏡上的PACS和SPIRE(光學儀器)，顯示出，原來這個神祕的「水配方」中的秘密成分是：「紫外線」。在這個最新研究的結果中顯示，水，是在一個先前意想不到的化學過程中形成的：來自太空的紫外線輻射分解了一氧化碳、釋出氧原子，氧與氫反應、形成水分子。

　　該項研究計畫的主持人說，人們早已知道該恆星鄰近區域有水的存在，原先假設這些水蒸汽是由蒸發了繞行於它附近的冰彗星而來，但新的赫歇爾照片卻顯示，水甚至在比較靠近恆星本體，溫度將近1000攝氏度的地方也同樣存在，「這是我們第一次發現這麼多碳和水分子共存，並且是如此不可能的在一顆濱死的恆星上。」從地球上我們已經得知，碳和水是形成生命的兩大支柱。或許，由紫外線所引發的類似機制，可能也曾作用在地球早期狀態中，在生物出現以前的時期，扮演過同樣重要的關鍵角色。

　　紫外線抵達恆星之路，通常會因恆星外層由恆星風所吹出的物質受阻，不得其門而入，並且先前已知恆星風是成塊出現的—不過赫歇爾觀測的結果卻顯示出，環繞在恆星周圍的有些地方，完全沒有恆星風，以至於在這些自由區域，紫外線是能夠長驅直入，照射到該恆星大氣層深處,並起始化學反應，形成水。

　　CW星是一顆巨紅星，質量雖僅只有太陽的幾倍，體積卻是太陽的數百倍大。恆星內部深層的核融合反應，將氦轉為碳，在它的表面大氣層部分，這種過程已漸近尾聲，留下很多的碳成分。而由於這種巨紅星表面大氣層的碳豐量如此的高，在過去，科學家一致相信，那上面不可能有水存在：在多碳的環境下，恐怕所有氧元素都是被鎖在一氧化碳分子中。如今，在不該有水的地方找到水，除了感謝功能強大的天文觀測設備，如赫歇爾太空望遠鏡以外，天文學家也受到全新的刺激，必須再從頭想一想：恆星究竟如何演化？此外，這個結果似乎也暗示我們：水蘊藏在彗星上、在行星上，不只在銀河系裡，也在其他星系中；水在宇宙中，或許，真是無所不在。