天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA），在獵戶座V883星周圍的行星形成盤中探測到了氣態水。這種水帶有一種化學特徵，解釋了水從恆星形成的氣體雲到行星的旅程，並支持了地球上的水甚至比我們的太陽還要古老的觀點。

這張藝術家的照片顯示了獵戶座V883星周圍的行星形成盤。在星盤的最外層，水被凍結成冰，因此不容易被探測到。來自恆星的能量爆發將內部星盤加熱到水是氣態的溫度，使天文學家能夠探測到它。插圖顯示了在這個圓盤中研究的兩種水分子：正常的水，有一個氧原子和兩個氫原子，以及一個較重的版本，其中一個氫原子被替換成氘，一種重的氫同位素。

美國國家射電天文台（NRAO）的天文學家、今天（3月8日）發表在《自然》雜誌上的這項研究的主要作者John J. Tobin說：”我們現在可以追溯到太陽系中水的起源，直到太陽形成之前。”

這一發現是通過研究獵戶座V883中的水的成分得出的，獵戶座V883是一個離地球約1300光年的行星形成盤。當一團氣體和塵埃坍縮時，在其中心形成一顆恆星。在這顆恆星周圍，來自云層的物質也形成了一個圓盤。在幾百萬年的時間裡，圓盤中的物質聚集在一起，形成彗星、小行星，並最終形成行星。Tobin和他的團隊利用歐洲南方天文台（ESO）是合作夥伴的ALMA來測量水的化學特徵以及它從恆星形成雲到行星的路徑。

獵戶座V883號恆星周圍的ALMA圖像，顯示了水（左邊，橙色）、灰塵（中間，綠色）和一氧化碳（藍色，右邊）的空間分佈。因為水比一氧化碳在更高的溫度下凝固，所以它只能在靠近恆星的地方以氣態形式被檢測到。水和一氧化碳圖像中的明顯差距實際上是由於塵埃的明亮發射，它減弱了氣體的發射。

水通常由一個氧原子和兩個氫原子組成。Tobin的團隊研究了一種稍重的水，其中一個氫原子被替換為氘–一種重的氫的同位素。由於簡單水和重水是在不同的條件下形成的，它們的比例可以用來追踪水形成的時間和地點。例如，太陽系一些彗星中的這一比率已被證明與地球上的水相似，這表明彗星可能已將水送到地球。

這張圖說明了氣體雲是如何坍縮形成一個帶有圓盤的恆星的，從這個圓盤中最終會形成一個行星系統。

水從雲層到年輕的恆星，然後再從彗星到行星的過程以前已經被觀察到，但是直到現在，年輕的恆星和彗星之間的聯繫還沒有被發現。”在這種情況下，獵戶座V883是缺失的環節，”Tobin說。”圓盤中的水的成分與我們太陽系中的彗星的成分非常相似。這證實了一個觀點，即行星系統中的水在數十億年前，在太陽之前，在星際空間中形成，並被彗星和地球所繼承，相對沒有變化。”

放大年輕的恆星V883 Orionis。這顆恆星目前正處於爆發期，這使得水雪線被推到離恆星更遠的地方，並允許用ALMA首次探測到它。

但是觀察水的情況卻變得很棘手。共同作者、荷蘭萊頓天文台的博士生Margot Leemker說：”行星形成盤中的大部分水都被凍成了冰，所以它通常被隱藏在我們的視野之外。由於分子在旋轉和振動時發出的輻射，氣態水可以被探測到，但是當水被凍結時，這就更複雜了，因為分子的運動受到了更多的限制。氣態水可以在圓盤中心找到，靠近恆星，那裡比較溫暖。然而，這些近距離的區域被塵埃盤本身所隱藏，而且也太小了，無法用我們的望遠鏡來成像。”

幸運的是，在最近的一項研究中，獵戶座V883星盤被證明是異常熱的。Tobin說：”來自恆星的巨大能量爆發將星盤加熱，溫度高到水不再是冰的形式，而是氣體，使我們能夠探測到它。”

這張藝術家的照片顯示了獵戶座V883號恆星周圍的行星形成盤。在圓盤的最外層，水被凍成了冰，因此不容易被探測到。恆星爆發的能量將內部星盤加熱到水是氣態的溫度，使天文學家能夠探測到它。

研究小組使用ALMA，即智利北部的射電望遠鏡陣列來觀察獵戶座V883的氣態水。由於它的敏感性和辨別小細節的能力，他們能夠探測到水並確定其組成，以及繪製其在圓盤中的分佈圖。通過觀察，他們發現這個圓盤中的水量至少是地球上所有海洋水量總和的1200倍。

這張圖顯示了著名的獵戶座中的年輕恆星V883 Orionis的位置。在一個晴朗的黑夜裡，大部分肉眼可見的星星都被畫了出來。獵戶座V833的位置用紅圈標記。這顆星非常暗淡，需要一個大型的業餘望遠鏡才能看到。它在天空中非常接近，並且與西北方巨大而明亮的獵戶座星云有物理聯繫。資料來源：ESO/IAU和Sky & Telescope

在未來，他們希望使用ESO即將推出的極大型望遠鏡及其第一代儀器METIS。這個中紅外儀器將能夠解析這些類型的圓盤中的水的氣相，加強水從恆星形成雲到太陽系一路走來的聯繫。Leemker總結說：”這將使我們對行星形成盤中的冰和氣體有一個更完整的看法。”