科學家首次在小行星表面發現水分子

一組由美國西南研究院（Southwest Research Institute）阿尼西婭·雷東多（Anicia Arredondo）博士為首的研究團隊，利用已退役的平流層紅外線天文台（Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy，簡稱SOFIA）數據，首次在小行星表面發現水分子。

研究團隊觀察了四顆含有豐富矽酸鹽（silicate）的小行星，在其中兩顆小行星上分離出水分子的中紅外光譜特徵。
西南研究院雷東多博士說：「小行星是行星形成過程的殘留物，所以它們的成分取決於它們在太陽星雲中的形成位置。特別令人感興趣的是水在小行星上的分佈，因為可以顯示水是如何輸送到地球。」

無水或乾燥的矽酸鹽小行星在靠近太陽的地方形成，而水冰物質則在更遠的地方聚集。了解小行星的位置和成分可以告訴我們太陽星雲中的物質是如何分佈，以及如何隨時間演變，並可幫助了解其它恆星系統中水的分佈以及在太陽系內外尋找潛在生命的地方。

雷東多博士提到，她們發現一個可以明確歸因於7號小行星虹神星（Iris）和20號小行星馬賽星（Massalia）上水分子的光譜特徵。其研究是奠基於在月球陽光照射的表面發現水分子研究小組的成功經驗。認為他們可以使用平流層紅外線天文台在其它天體上找到這種光譜特徵。平流層紅外線天文台在月球南半球最大的隕石坑之一偵測到水分子。先前對月球和小行星的觀測都發現了某種形式的氫，但無法區分水和它的化學近親羥基。科學家在月球表面一立方米的土壤中發現了大約相當於一瓶355毫升的水，這些水以化學形式與礦物質結合在一起。

雷東多博士說：「根據光譜特徵的波段強度，小行星上水的豐度與陽光照射下的月球上的水是一致的。同樣，在小行星上，水也可以與礦物質結合，也可以吸附在矽酸鹽上，並捕獲或溶解在撞擊所產生的矽酸鹽玻璃中。」來自另外兩顆較暗的11號小行星海妖星（Parthenope）和司曲星（Melpomene）的數據太過雜亂，無法得出明確的結論。如果存在水的光譜特徵，平流層紅外線天文台儀器顯然不夠靈敏。然而，有了這些發現，研究小組正在招募詹韋伯太空望遠鏡，這是最先進的紅外線太空望遠鏡，利用它精確的光學和優越的訊噪比來研究更多的目標。

【圖：美國太空總署/美國西南研究院；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2024年2月12日出版的《行星科學學報》；標題是：Detection of Molecular H₂O on Nominally Anhydrous Asteroids