赫歇爾在鄰近恆星的環星盤上發現大量的水

利用赫歇爾太空望遠鏡的觀測資料，天文學家們在一顆年輕恆星的周圍首次偵測到了包覆著吸積盤的冷水蒸氣。這個發現證實了吸積盤內包含了大量的水份。這吸積盤將來會形成如太陽系般的行星系統，這也暗示著像地球一樣被水包覆著的行星，在宇宙中或許並不罕見。赫歇爾是一個歐洲太空總署 (European Space Agency, ESA) 的太空任務，美國太空總署 (NASA) 在其中也扮演了重要的角色。
科學家們先前曾經在恆星的吸積盤最內緣發現了溫暖的水。而迄今仍未發現大量的水份分佈有延伸到外圍較冰冷，也就是彗星形成的地方的證據。若是盤中可以形成冰彗星的水氣越多，則最終能透過撞擊而抵達行星的水也就越多。
「這次所觀測到的冷水蒸氣顯示在吸積盤中的水份足以填滿數千個地球的海洋。」荷蘭萊登天文台的天文學家 Michiel Hogerheijde 如此說。這篇論文於10月21日發表在科學 (Science) 期刊，而 Hogerheijde 是第一作者。

這張藝術家想像圖描繪了 TW Hydrae 這顆年輕恆星周圍，將來會形成行星，並充滿冰的吸積盤。它位於長蛇座，距離地球大約 175 光年遠。影像版權：NASA/JPL-Caltech

這顆擁有充滿水的吸積盤的恆星稱為 TW Hydrae，它的年齡大約是1000萬年，位於長蛇座，距離地球大約175光年遠。這次由 Hogerheijde 的團隊所偵測到的冰冷水蒸氣被認為是由吸積盤表面附近，被冰所覆蓋的塵埃所形成的。由於恆星的紫外射線會使得部份的水分子脫離塵埃表面，形成一個由水蒸氣組成的薄層，並產生可以被赫歇太空望遠鏡的高解析度遠紅外光譜儀 (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared，簡稱 HIFI) 所偵測到的光線。
「這是 HIFI 至今最靈敏的一次觀測」NASA 的科學家 Paul Goldsmith說：「對製造儀器的人而言，能偵測到如此微弱的訊號是他們成功的證明。」

這張由赫歇爾的資料所繪製的圖顯示科學家們如何偵測到水蒸氣的。影像版權：ESA/NASA/JPL-Caltech/Leiden Observatory

TW Hydrae 是一個橙色的矮星，比呈現黃白色的太陽還要稍小且偏冷。環繞著這個恆星的物質形成的吸積盤大小大約是日地距離的200倍。在接下來的幾百萬年內，天文學家們相信盤中的物質會因碰撞而產生行星，小行星，和其他天體。塵埃和冰的粒子則會組成彗星。
當新的行星系統演化時，冰彗星會透過撞擊的方式，將它所含的大部份水份累積在新形成的行星上，使之形成海洋。天文學家們相信 TW Hydrae 和它充滿冰的吸積盤可能是許多年輕恆星系統的典型。這也提供了人們一個關於宇宙中是如何形成富含水的行星的新解釋。
NASA 的赫歇爾網站：http://www.nasa.gov/herschel 以及 http://www.herschel.caltech.edu .
ESA的赫歇爾網站： http://www.esa.int/SPECIALS/Herschel/index.html
資料來源：http://www.nasa.gov/mission_pages/herschel/news/herschel20111020.html